KR102418823B1 - Deep learning-based illegal parking enforcement system using wide-area detection images - Google Patents

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KR102418823B1
KR102418823B1 KR1020220044849A KR20220044849A KR102418823B1 KR 102418823 B1 KR102418823 B1 KR 102418823B1 KR 1020220044849 A KR1020220044849 A KR 1020220044849A KR 20220044849 A KR20220044849 A KR 20220044849A KR 102418823 B1 KR102418823 B1 KR 102418823B1
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area
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enforcement
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박영
전성호
이근원
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(주)테라테코
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Abstract

The present invention relates to a system for quickly and efficiently detecting a vehicle parked or stopped in an illegal parking zone by using a wide area detection image obtained by photographing a wide range of an enforcement zone in cracking down on vehicles entering an illegal parking zone. According to the present invention, a vehicle area is detected by applying a deep learning detection model built for an image of the vehicle area and a license plate area included in the wide area detection image taken by an imaging unit. Also, a vehicle number is immediately recognized or a target expansion ratio of the vehicle area is determined according to a size of the detected vehicle area. When the target expansion ratio is below a certain size, super-resolution image restoration is applied to the vehicle area image to recognize the vehicle number. When the target expansion ratio exceeds a certain size and vehicle number recognition is impossible, it is determined whether the vehicle is a vehicle that has been cracked down. In the case of a cracked vehicle, detection operation for the vehicle area is stopped, and in the case of a new vehicle, a new enforcement operation is notified such that it is possible to effectively detect a vehicle in violation. In addition, a deep learning-based illegal parking enforcement system using a wide area image of the present invention comprises: a field part (100); a control room part (300); and a wired and wireless network (200) connecting the field part and the control room part through a wired and wireless communication means.

Description

광역 검지영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템{Deep learning-based illegal parking enforcement system using wide-area detection images}Deep learning-based illegal parking enforcement system using wide-area detection images}

본 발명은 불법 주정차구역에 진입한 차량을 단속함에 있어서, 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 이용하여 불법 주정차구역에 주차 또는 정차되어 있는 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for quickly and efficiently detecting violating vehicles parked or stopped in an illegal parking area by using a wide-area detection image taken of the enforcement area in cracking down on a vehicle entering an illegal parking and stopping area.

본 발명은 촬상부에 의해 촬영된 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역 및 번호판영역의 이미지에 대하여 딥러닝 방식을 적용하여 차량영역을 검출하고, 검출된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상이면 바로 차량번호를 인식하고, 검출된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상이 아니면 해당 차량영역의 목표 확대비율을 판단한다. 목표 확대비율이 일정 크기 이하로 판단되는 경우에는 그 차량영역의 이미지에 초해상도 영상복원을 적용하여 이미지를 확대한 후 차량의 번호를 인식하도록 하고, 목표 확대비율이 일정 크기를 초과하여 차량번호 인식이 불가한 것으로 판단될 경우에는 차량번호 인식동작을 중지하고 해당 차량이 기단속된 차량인지 여부를 판단하게 된다. 해당 차량영역이 기단속 차량에 대한 것으로 판단될 경우에는 그 차량영역에 대한 검출 동작을 중지하고, 해당 차량영역이 신규 차량에 대한 것으로 판단될 경우에는 시스템이 신규 단속동작을 수행하도록 함으로써, 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출할 수 있는 불법주정차 단속시스템에 관한 것이다.The present invention detects the vehicle area by applying a deep learning method to the images of the vehicle area and the license plate area included in the wide area detection image taken by the imaging unit, and if the size of the detected vehicle area is greater than a certain size, the vehicle immediately The number is recognized, and if the size of the detected vehicle area is greater than or equal to a certain size, a target enlargement ratio of the corresponding vehicle area is determined. If it is determined that the target magnification ratio is less than a certain size, super-resolution image restoration is applied to the image of the vehicle area to enlarge the image, and then the vehicle number is recognized. If it is determined that this is impossible, the vehicle number recognition operation is stopped and it is determined whether the vehicle is a previously intercepted vehicle. When it is determined that the corresponding vehicle area is for a pre-enforcement vehicle, the detection operation for the vehicle area is stopped, and when it is determined that the corresponding vehicle area is for a new vehicle, the system performs a new enforcement operation. It relates to an illegal parking enforcement system that can quickly and efficiently detect

본 출원 이전에도 불법 주정차되어 있는 차량을 단속하기 위한 여러 가지 장치 또는 방법이 제시된 바 있다. Even before the present application, various devices or methods for cracking down on illegally parked and stopped vehicles have been proposed.

예를 들어, 선행기술 중 하나인 국내 등록특허 제10-1769790호(2017.08.14.)는 ‘불법 주정차 단속 장치 및 그 방법’이라는 명칭의 선행기술로서, 차량을 검지한 후 차량번호를 빠르게 습득하여 불법 주정차 단속을 수행할 수 있는 불법 주정차 단속 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다. 이 선행기술은 촬영장치로부터 제1 촬영영상을 수신하여 상기 차량을 검지하는 검지부와, 적어도 하나의 학습영역과, 상기 학습영역에 대응하는 상기 촬영장치의 PTZ값을 관리하는 정보관리부와, 상기 학습영역 중 상기 검지한 차량에 대한 차량영역과 중첩되는 학습영역의 PTZ값을 이용하여 상기 촬영장치를 제어하는 제어부, 및 상기 제어한 촬영 장치로부터 제2 촬영영상을 수신하여 차량번호를 인식하는 인식부를 포함하여 구성되며, 검지된 차량들 주변의 PTZ값으로 회전형 카메라를 움직여 인식하지 않고, 기존에 학습된 PTZ정보들을 활용하여 회전형 카메라를 정확히 차량으로 이동시켜 차량번호를 인식함으로써, 검지 위치의 차량에 대한 차량번호를 빠르게 인식하도록 하는 것이다. 이 선행기술은 특히, 학습영역 정보를 활용하여 최적의 PTZ값을 획득함으로써, 검지 후 검지 지점을 찾기 위해 반복적으로 이동하여 발생하는 회전형 카메라의 이동 오차 및 시행착오를 최소화할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다. 이 선행기술은 상기 제1 촬영영상을 촬영하는 제1 카메라 및 제1 촬영영상보다 근접하게 상기 제2 촬영영상을 촬영하는 제2 카메라 등 2대의 카메라를 포함하는 촬영장치를 사용하여 위와 같은 동작을 수행할 수 있게 된다.For example, as one of the prior art, Korean Patent Registration No. 10-1769790 (2017.08.14.) is a prior art titled 'Illegal Parking and Stopping Enforcement Device and Method', which detects a vehicle and quickly acquires a vehicle number. Accordingly, the present invention is to provide an illegal parking and stopping enforcement device and method capable of performing illegal parking and stopping enforcement. The prior art includes a detection unit for receiving a first captured image from a photographing device to detect the vehicle, at least one learning area, and an information management unit for managing a PTZ value of the photographing device corresponding to the learning area; A control unit for controlling the photographing device by using a PTZ value of a learning area overlapping the vehicle area for the detected vehicle among the areas, and a recognition unit for recognizing a vehicle number by receiving a second photographed image from the controlled photographing apparatus By using the previously learned PTZ information to accurately move the rotating camera to the vehicle and recognizing the license plate number, the detection position It is to quickly recognize the license plate number for the vehicle. In particular, this prior art relates to an invention that can minimize the movement error and trial and error of a rotary camera that occurs by repeatedly moving to find the detection point after detection by obtaining the optimal PTZ value by using the learning area information. it's about This prior art uses a photographing device including two cameras, such as a first camera for photographing the first photographed image, and a second camera for photographing the second photographed image closer than the first photographed image to perform the above operation. be able to perform

다른 선행기술인 국내 등록특허 제10-1888381호(2018.08.08.)는 본 발명의 출원인에 의해 출원된 ‘검지영역 딥러닝 기반의 차량 단속 시스템’이라는 명칭의 선행기술이며, 검지영상의 검지영역을 딥러닝하여 정차된 차량의 존재 유무를 검지하고, PTZ 위치용 룩업테이블에 의해 검지영역으로 단속 카메라의 PTZ 제어에 의해 차량을 단속하는 딥러닝 기반의 차량 단속 시스템에 관한 것이다. Another prior art, Korean Registered Patent No. 10-1888381 (Aug. 8. 2018), is a prior art named 'detection area deep learning-based vehicle control system' applied by the applicant of the present invention, and It relates to a deep learning-based vehicle enforcement system that detects the presence or absence of a stopped vehicle through deep learning and controls the vehicle by PTZ control of an enforcement camera to the detection area by a lookup table for PTZ location.

이 선행기술은 스캔방식 또는 배경방식 종래기술의 문제점인 단속 소요시간 증가, 과도한 움직임으로 인한 카메라의 고장률 증가, 카메라의 오검지 발생률 증가 또는 검지영상 내 픽셀의 기준점과 PTZ 위치값 매핑시의 연산량이 증가하는 등의 문제를 해결하기 위한 것이다.This prior art is a scan method or background method problems of the prior art, such as an increase in the interception time required, an increase in the failure rate of the camera due to excessive movement, an increase in the incidence of false detection of the camera, or the amount of computation when mapping the reference point of a pixel in the indexed image to the PTZ position value. This is to solve problems such as increasing.

이 선행기술은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 차량 검지시 차량번호판의 차량번호를 인식하지 않고, 먼저 차량의 존재 유무를 검지하며, 검지영상에서 검지영역에 해당하는 부분에 대응하는 단속영상을 생성하여 차량을 검지하는 차량 단속 시스템을 제공하고, 또한, 검지영역에 존재하는 차량 단속시 검지영역에 대응하는 단속 카메라의 PTZ 위치값을 생성하여 룩업테이블에 저장하고, 룩업테이블을 참조하여 검지영역에 대한 단속 카메라의 PTZ 제어에 의해 주정차 단속을 수행하도록 함으로써, 검지영역 내 차량을 실시간으로 검지할 수 있고, 검지영역에서 차량의 존재 유무를 검지함으로써 차량 검지에 따른 딥러닝 연산량과 검지 소요시간을 단축시킬 수 있으며, 검지영상 위에 단속영상이 위치하는 검지 좌표값과 PTZ 제어된 단속 카메라의 PTZ 위치값을 서로 매핑함으로써, 검지 좌표값과 PTZ 위치값 간의 매핑설정이 간단하고, 룩업테이블을 구성하는 데 걸리는 소요시간을 감소시킬 수 있으며, 룩업테이블을 참조하여 검지영역으로 단속 카메라를 PTZ 제어하여 주정차 단속을 수행함으로써, 단속 카메라의 기계적 움직임을 감소시켜서 단속 카메라의 고장률과 오검지 발생률을 감소시키도록 하는 것이다.In order to solve the problems of the prior art as described above, this prior art does not recognize the vehicle number of the license plate when detecting a vehicle, but first detects the presence or absence of a vehicle, and controls corresponding to the portion corresponding to the detection area in the detection image Provides a vehicle enforcement system that detects a vehicle by generating an image, and also generates a PTZ position value of the enforcement camera corresponding to the detection area during vehicle enforcement existing in the detection area and stores it in a lookup table, referring to the lookup table By performing parking and stopping enforcement by the PTZ control of the enforcement camera for the detection area, the vehicle in the detection area can be detected in real time, and by detecting the presence of a vehicle in the detection area, the amount of deep learning calculation and detection required for vehicle detection Time can be shortened, and by mapping the index coordinate value where the intermittent image is located on the index image and the PTZ position value of the PTZ-controlled intermittent camera with each other, the mapping setting between the detection coordinate value and the PTZ position value is simple, and a lookup table The time it takes to configure can be reduced, and by PTZ control of the enforcement camera with the detection area by referring to the lookup table to perform parking and stopping enforcement, the mechanical movement of the enforcement camera is reduced, thereby reducing the failure rate and false detection rate of the enforcement camera. to make it happen

또 다른 선행기술인 국내 등록특허 제10-2073971호(2020.01.30.) 역시 본 발명의 출원인에 의해 출원된 선행기술로서 ‘딥러닝 기반의 차량 단속 시스템 및 방법’이라는 명칭의 선행기술이다. 이 선행기술은 사전에 준비된 학습 이미지를 기반으로 딥러닝하여 차량 검출 모델과 차량 확대 모델을 함께 구축하고, 차량 검출 모델과 확대 모델을 이용하여 단속현장을 촬영한 검사 이미지에서 차량을 검출하거나 식별하며, 차량 후보 영역이 레이블된 검사 이미지를 활용하여 차량 검출 모델과 차량 확대 모델을 업데이트하는 딥러닝 기반의 차량 단속 시스템 및 방법에 관한 것이다.Another prior art, Korean Registered Patent No. 10-2073971 (2020.01.30.), is also a prior art called 'deep learning-based vehicle control system and method' as a prior art filed by the applicant of the present invention. This prior art builds a vehicle detection model and a vehicle magnification model together by deep learning based on a pre-prepared learning image, and detects or identifies a vehicle from an inspection image taken at a crackdown site using the vehicle detection model and the enlarged model. , relates to a deep learning-based vehicle enforcement system and method for updating a vehicle detection model and a vehicle magnification model by using an inspection image labeled with a vehicle candidate area.

이 선행기술은 촬영장치의 실시간 영상을 이용하여 불법 주정차 차량을 단속하는 차량 단속 시스템에 관한 것으로서, 사전에 준비된 학습 이미지를 딥러닝하여 구축된 차량 검출 모델과 확대 모델을 함께 이용하여 신속히 불법 주정차 차량을 단속하는 딥러닝 기반의 차량 단속 시스템 및 방법에 관한 기술이다. 이 선행기술은 차량번호판을 포함하고, 차량의 전면 또는 후면 부분만을 포함하는 차량 부분 영역이 레이블된 학습이미지를 딥러닝하여 차량 검출 모델을 구축함으로써, 차량 검출 모델의 구축시간과 차량 검출의 소요시간을 감소시킬 수 있고, 차량번호판의 식별이 가능한 차량 후보 영역만을 검출하여 단속 효율을 향상시킬 수 있고, 차량 후보 영역의 화소수가 설정된 개수보다 작으면 차량 확대 모델을 이용하여 차량 후보 영역을 초해상도 이미지로 변환함으로써, 차량번호 인식이 가능한 화소수를 확보할 수 있고, 차량번호 인식이 가능한 화소수를 확보하여 한 화면에서 단속할 수 있는 영역을 넓힐 수 있으며, 단속할 수 있는 영역이 넓어져 신속한 차량 단속을 제공할 수 있고, 화질 개선의 효과를 얻게 되어 차량번호의 오인식을 감소시키는 등의 내용을 포함하고 있다.This prior art relates to a vehicle enforcement system that cracks down on illegally parked and parked vehicles using real-time images of a photographing device. It is a technology related to a deep learning-based vehicle enforcement system and method to crack down. This prior art builds a vehicle detection model by deep learning a learning image in which a vehicle part region including a license plate and only a front or rear portion of a vehicle is labeled, thereby constructing a vehicle detection model and time required for vehicle detection can be reduced, and the enforcement efficiency can be improved by detecting only the candidate vehicle area in which the license plate can be identified, and if the number of pixels in the candidate vehicle area is smaller than the set number, the vehicle candidate area is displayed using the vehicle enlargement model as a super-resolution image By converting to , it is possible to secure the number of pixels capable of recognizing a vehicle number, and by securing the number of pixels capable of recognizing a vehicle number, it is possible to widen the area that can be controlled on one screen, It can provide enforcement, and includes contents such as reducing misrecognition of vehicle number by obtaining the effect of improving image quality.

국내 등록특허 제10-1769790호(2017.08.14.)Domestic Registered Patent No. 10-1769790 (2017.08.14.) 국내 등록특허 제10-1888381호(2018.08.08.)Domestic Registered Patent No. 10-1888381 (2018.08.08.) 국내 등록특허 제10-2073971호(2020.01.30.)Domestic Registered Patent No. 10-2073971 (2020.01.30.)

본 발명은 불법 주정차구역에 주, 정차되어 있는 차량을 신속하고 효율적으로 검출할 수 있는 기술을 제공하기 위한 것이며, 특히, 광역 검지영상을 사용하여 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출하도록 하기 위한 것이다. The present invention is to provide a technology capable of quickly and efficiently detecting a vehicle parked and stopped in an illegal parking area, and in particular, to quickly and efficiently detect a violating vehicle using a wide-area detection image.

본 발명은 광역 검지영상 중에서 검출한 차량영역의 크기가 일정크기 이상일 경우에는 바로 차량번호를 인식하고, 일정크기 이하이면서 목표 확대비율이 일정크기 이하일 경우에는 그 차량영역을 초해상도 영상복원을 적용하여 확대한 후 차량번호를 인식하도록 함으로써, 넓은 범위의 단속구역 내에 있는 위반차량의 번호를 정확하게 인식하도록 하기 위한 것이다.The present invention recognizes the vehicle number immediately when the size of the vehicle area detected from the wide-area detection image is greater than or equal to a certain size, and when the target magnification ratio is less than or equal to a certain size, super-resolution image restoration is applied to the vehicle area. By recognizing the license plate number after enlargement, it is intended to accurately recognize the number of the offending vehicle within a wide range of enforcement zones.

본 발명은 촬상부에 구비되어 있는 회전형 카메라를 통해 불법 주정차구역(단속구역) 중 넓은 범위의 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 사용함으로써 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출하도록 하기 위한 것이다.An object of the present invention is to detect a violating vehicle quickly and efficiently by using a wide-area detection image obtained by photographing a wide range of enforcement zones among illegal parking and stopping zones (enforcement zones) through a rotating camera provided in an imaging unit.

본 발명은 광역 검지영상을 사용하되, 검지영상 중에 매우 작게 나타나는 객체를 검출하기 위하여 광역 검지영상의 상단부를 중첩분할하고, 그 분할된 영역에 포함되어 있는 객체에 대하여 딥러닝 검출모델을 적용함으로써, 검지영상 중에 매우 작게 나타나 있는 객체에 대하여도 위반차량 여부를 용이하게 검출할 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention uses a wide area index image, but overlaps the upper part of the wide area index image to detect an object that appears very small in the index image, and applies a deep learning detection model to the object included in the divided area, This is to make it possible to easily detect whether an infringing vehicle exists even for an object that appears very small in the index image.

본 발명은 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 각 차량의 번호판이 포함되어 있는 차량의 뒷부분 또는 앞부분 영역 중에서 시스템이 딥러닝 검출모델을 적용하여 선택한 범위를 차량영역으로 구획하고, 그 영역의 이미지를 활용하여 차량의 번호를 인식하거나 또는 해당 차량이 단속 진행 중인 차량인지, 단속이 완료된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 검출하고, 각 차량의 상황에 따라 시스템이 동작되도록 함으로써, 차량검출의 효율을 높이도록 하기 위한 것이다.The present invention divides the selected range into the vehicle area by applying a deep learning detection model from the rear or front area of the vehicle containing the license plate of each vehicle included in the wide area detection image, and uses the image of the area to To increase the efficiency of vehicle detection by recognizing the number of the vehicle or detecting whether the vehicle is a vehicle under control, a vehicle for which enforcement has been completed, or a new vehicle subject to enforcement, and by operating the system according to the situation of each vehicle it is to do

특히, 기단속된 차량에 대하여는 중복적인 단속 동작을 수행하지 않도록 하고, 차량번호 검출이 불가한 차량의 경우에는 차량번호 검출을 하지 않는 대신, 해당 차량에 대하여 직전 및 신규 촬영된 광역 검지영상에 포함되어 있는 해당 차량 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하고, 산출된 유사도값에 따라 매칭대상 차량이 동일 차량인지 여부를 판단하며, 동일 차량 즉 기단속된 차량으로 판단될 경우에는 기존의 단속절차를 수행하도록 하고, 매칭대상 차량이 서로 다른 차량으로 판단될 경우에는 그 차량을 신규 단속대상 차량으로 판단하여, 시스템이 신규 단속동작을 시작하도록 함으로써 차량의 상황에 따라 효과적으로 단속 동작을 수행하도록 하기 위한 것이다.In particular, it is recommended not to perform overlapping enforcement actions on previously intercepted vehicles, and in the case of a vehicle for which it is impossible to detect a vehicle number, the vehicle number is not detected. Calculate the structural similarity of the corresponding vehicle image, determine whether the matching target vehicle is the same vehicle according to the calculated similarity value, and perform the existing enforcement procedure And, when it is determined that the matching target vehicle is a different vehicle, it is determined that the vehicle is a new enforcement target vehicle, and the system starts a new enforcement operation to effectively perform the enforcement operation according to the situation of the vehicle.

본 발명의 ‘광역영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템’은 단속현장에 설치되는 현장부(100), 현장부로부터 원격위치에 설치되는 상황실부(300) 및 현장부와 상황실부를 유무선 통신수단을 통해 연결하는 유무선 네트워크(200)를 포함하여 구성된다. The 'deep learning-based illegal parking enforcement system using a wide area image' of the present invention is a field unit 100 installed at the enforcement site, a situation room unit 300 installed at a remote location from the field unit, and a wired/wireless communication means between the field unit and the situation room unit. It is configured to include a wired/wireless network 200 that is connected through the .

본 발명의 현장부(100)는 단속현장에 설치되어 차량을 촬영하는 촬상부(110)와, 유무선 네트워크를 통해 상황실부와 통신을 수행하는 통신부(130)를 포함하여 구성된다. 상기 촬상부(110)는 단속대상 차량의 영상을 획득하기 위한 수단이며 회전형 CCTV 카메라 등으로 이루어진다. 촬상부(110)는 단속구역 내의 위반차량을 검출하기 위한 광역 검지영상과, 검출된 차량영역의 위치로 회전형 카메라를 이동하여 위반차량에 대한 단속영상 및 정황사진을 촬영하여 관리서버(310)로 전송하게 된다.The field unit 100 of the present invention is configured to include an imaging unit 110 that is installed at the enforcement site to photograph a vehicle, and a communication unit 130 that communicates with the situation room unit through a wired/wireless network. The imaging unit 110 is a means for acquiring an image of a vehicle subject to enforcement, and is composed of a rotating CCTV camera or the like. The imaging unit 110 moves a wide-area detection image for detecting a violating vehicle within the enforcement zone, and a rotary camera to the location of the detected vehicle area to take a regulating image and situational photo for the violating vehicle, and the management server 310 will be sent to

상황실부(300)의 중심구성인 관리서버(310)는 카메라원격제어부(311), 차량검출부(312), 차량단속부(313), 제어부(314), 단속정보저장부(315)를 포함하여 구성되고, 디스플레이부(316) 및 학습이미지저장부(317)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The management server 310, which is a central component of the situation room 300, includes a camera remote control unit 311, a vehicle detection unit 312, a vehicle enforcement unit 313, a control unit 314, and an enforcement information storage unit 315. and may be configured to further include a display unit 316 and a learning image storage unit 317 .

본 발명에 있어서 차량검출을 위한 동작은 주로 차량검출부(312)에 의해 이루어진다. 차량검출부는 촬상부(110)에서 촬영하여 유무선네트워크(200)를 통해 전송하는 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 객체의 이미지가 차량에 대한 것인지를 판단하며, 그 판단시 학습이미지저장부(317)에 저장되어 있는 학습이미지를 딥러닝하여 구축한 차량영역 검출모델을 활용하여 광역 검지영상 중의 객체가 차량에 대한 것인지 여부를 판단하게 된다.In the present invention, the operation for vehicle detection is mainly performed by the vehicle detection unit 312 . The vehicle detection unit determines whether the image of the object included in the wide-area detection image captured by the imaging unit 110 and transmitted through the wired/wireless network 200 is for the vehicle, and at the time of determination, the learning image storage unit 317 It is determined whether the object in the wide-area detection image is for the vehicle by using the vehicle area detection model built by deep learning the stored learning image.

본 발명은 광역 검지영상에 포함되어 있는 객체가 차량에 대한 것인지를 검출하고, 그 객체가 차량으로 판단될 경우에는 해당 차량의 번호판이 포함되어 있는 차량영역의 이미지로부터 차량번호를 인식하도록 한다.The present invention detects whether the object included in the wide-area detection image is for a vehicle, and when the object is determined to be a vehicle, recognizes the vehicle number from the image of the vehicle area including the license plate of the vehicle.

본 발명은 차량영역을 검출하는 동작 수행 중 광역 검지영상에 나타나 있는 객체의 크기가 매우 작아서 그 객체가 위반차량으로 검출되지 않을 경우에는(S120 아니오), 광역 검지영상의 상단부를 중첩분할하고, 그 분할된 영상에 포함되어 있는 객체에 대하여 딥러닝으로 구축된 차량영역 검출모델을 적용함으로써, 광역 검지영상 중에 매우 작게 나타나는 객체에 대하여도 위반차량 여부를 용이하게 검출할 수 있다.The present invention divides the upper part of the wide area detection image by overlapping when the object is not detected as an offending vehicle because the size of the object displayed in the wide area detection image is very small during the operation of detecting the vehicle area (S120 No), and the By applying a vehicle area detection model built by deep learning to an object included in the segmented image, it is possible to easily detect whether a vehicle violates even an object that appears very small in a wide area detection image.

위의 검출동작 수행 결과, 광역 검지영상에 촬영된 객체가 위반차량인 것으로 검출될 경우, 차량검출부(312)는 차량의 번호를 인식하기 위한 동작을 수행한다.As a result of performing the above detection operation, when it is detected that the object photographed in the wide-area detection image is an offending vehicle, the vehicle detection unit 312 performs an operation for recognizing the number of the vehicle.

본 발명의 차량검출부(312)가 수행하는 차량번호 인식을 위한 동작에서는 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상인지 또는 그 이하인지에 따라 서로 다른 단계들이 수행된다.In the operation for the vehicle number recognition performed by the vehicle detection unit 312 of the present invention, different steps are performed depending on whether the size of the vehicle area included in the wide-area detection image is greater than or less than a certain size.

광역 검지영상에 나타나 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상일 경우에는 그 차량영역의 이미지를 확대하지 않고 바로 차량번호 인식이 가능한지 여부를 판단하며(S150), 차량번호 인식이 가능할 경우에는(S150 예) 인식된 번호를 사용하여 해당 차량이 기단속 차량인지 여부를 판단하고(S180), 차량번호가 기단속 차량과 일치할 경우에는(S180 예) 그 차량에 대한 새로운 단속절차를 수행하지 않고, 회전형 카메라를 다른 차량 또는 타 단속구역으로 이동하여 그 차량 또는 단속구역에 대한 검출동작을 수행한다(S100). 기단속 차량에 대한 구체적인 단속동작은 본 발명의 내용과는 별개로 수행되게 된다.If the size of the vehicle area shown in the wide-area detection image is over a certain size, it is determined whether the vehicle number recognition is possible without enlarging the image of the vehicle area (S150), and if the vehicle number recognition is possible (S150 Yes) Using the recognized number, it is determined whether or not the vehicle is a previously-controlled vehicle (S180), and if the vehicle number matches the previously-controlled vehicle (S180 Yes), a new enforcement procedure for the vehicle is not performed, and the rotation type The camera is moved to another vehicle or another control zone to perform a detection operation for the vehicle or control zone (S100). The specific intermittent operation for the air speed vehicle is to be performed separately from the contents of the present invention.

한편, 광역 검지영상 중에 포함된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상임에도 불구하고 차량번호 인식이 불가한 것으로 판단될 경우에는(S150 아니오), 차량번호 인식을 하지 않고, 그 대신 해당 차량영역(신규 차량영역) 이미지와 직전에 촬영된 광역 검지영상에 포함되어 있는 대응 차량영역(기존 차량영역) 이미지의 구조적 유사도를 산출하고(S160), 산출된 이미지 유사도 값에 따라 두(기존 및 신규) 차량영역이 동일 차량에 대한 것인지 여부를 판단한다(S170). 산출된 이미지의 유사도가 설정된 임계치를 초과할 경우에는(S170 아니오) 두 차량영역이 동일 차량에 대한 것이라고 판단하고, 유사도가 임계치 이하일 경우에는(S170 예) 두 차량영역이 서로 다른 차량에 대한 것으로 판단한다.On the other hand, if it is determined that the vehicle number recognition is not possible despite the size of the vehicle area included in the wide area detection image being over a certain size (S150 No), the vehicle number recognition is not performed, and instead the vehicle area (new vehicle) Area) calculates the structural similarity of the image and the corresponding vehicle area (existing vehicle area) image included in the wide-area detection image taken immediately before (S160), and according to the calculated image similarity value, the two (existing and new) vehicle areas are separated It is determined whether it is for the same vehicle (S170). When the similarity of the calculated image exceeds a set threshold (S170 No), it is determined that the two vehicle areas relate to the same vehicle, and when the similarity is less than or equal to the threshold (S170 Yes), it is determined that the two vehicle areas relate to different vehicles do.

앞의 판단 결과, 이미지의 유사도가 임계치를 초과하여 기존 차량영역과 신규 차량영역이 동일 차량에 대한 것이라고 판단되면(S170 아니오), 신규 차량영역을 포함하고있는 차량을 기단속 차량으로 판단하고, 기존 차량영역의 모델을 신규 차량영역의 모델로 업데이트한다(S175).As a result of the previous determination, if the similarity of the image exceeds the threshold and it is determined that the existing vehicle area and the new vehicle area relate to the same vehicle (S170 No), the vehicle including the new vehicle area is determined as an air raid vehicle, The model of the vehicle area is updated with the model of the new vehicle area (S175).

본 발명에 사용되는 ‘차량영역 모델’은 차량이 위치하고 있는 단속구역의 번호, 차량번호, 차량의 위치값, 차량영역의 이미지 등을 포함하는 개념이다.The 'vehicle area model' used in the present invention is a concept including the number of the enforcement zone in which the vehicle is located, the vehicle number, the location value of the vehicle, the image of the vehicle area, and the like.

차량검출부(312)는 기존 차량영역과 신규 차량영역이 서로 다른 차량에 대한 것으로 판단될 경우에는(S170 예), 그 차량을 신규 차량영역 모델에 추가하고(S190), 차량단속부(313)가 그 차량에 대한 초기단속 동작을 수행하도록 한다(S200).When the vehicle detection unit 312 determines that the existing vehicle area and the new vehicle area are different from each other (Yes in S170), the vehicle is added to the new vehicle area model (S190), and the vehicle enforcement unit 313 is An initial enforcement operation is performed on the vehicle (S200).

본 발명은 불법 주정차구역에 진입한 차량을 검출함에 있어서, 종래기술에 비해 단속구역을 넓게 분할한 범위에 대하여 촬영한 광역 검지영상을 사용함으로써 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출할 수 있다. 본 발명에 적용되는 광역 검지영상은 종래기술에 비해 넓은 범위의 단속구역을 촬영한 것이며, 넓은 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 사용하여 위반차량을 효과적으로 검출할 수 있다. The present invention can detect a violating vehicle quickly and efficiently by using a wide-area detection image taken for a range in which the enforcement zone is divided wider than in the prior art in detecting a vehicle entering an illegal parking and stopping zone. The wide-area detection image applied to the present invention is to take a wide range of enforcement zones compared to the prior art, and it is possible to effectively detect the offending vehicle using the wide-area detection images photographed in the wide enforcement zone.

본 발명은 광역 검지영상 중에서 검출한 차량영역의 크기에 따라 차량번호를 바로 인식하거나, 그 차량영역의 이미지를 초해상도 영상복원을 적용하여 확대한 후 차량번호를 인식하도록 함으로써, 넓은 범위의 단속구역 내에 위치하는 위반차량을 신속하게 인식할 수 있다.The present invention recognizes the vehicle number directly according to the size of the vehicle area detected in the wide area detection image, or by applying the super-resolution image restoration to the image of the vehicle area to recognize the vehicle number and then to recognize the vehicle number. Violation vehicles located inside can be recognized quickly.

본 발명은 촬상부에 구비되어 있는 회전형 카메라를 통해 상대적으로 넓은 범위의 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 사용하여 차량을 검출함으로써, 차량검출을 위한 회전형 카메라의 동작 횟수를 줄여서 위반차량을 신속하게 검출할 수 있게 된다.The present invention detects a vehicle using a wide-area detection image obtained by photographing a relatively wide range of enforcement zones through a rotary camera provided in an imaging unit, thereby reducing the number of operations of a rotary camera for vehicle detection to detect violation vehicles can be detected quickly.

본 발명은 광역 검지영상의 상단부에 작게 나타나는 객체를 검출하기 위하여 영상의 상단부를 중첩분할하고, 그 분할된 영역에 포함되어 있는 객체에 대하여 딥러닝된 차량영역 검출모델을 적용함으로써, 광역 검지영상 중에 작게 나타나는 객체에 대하여도 위반차량 여부를 용이하게 검출할 수 있다.The present invention overlaps the upper part of the image to detect an object that appears small in the upper part of the wide area detection image, and applies a deep learning vehicle area detection model to the object included in the divided area, during the wide area detection image It is possible to easily detect whether a vehicle violates even a small object.

본 발명은 광역 검지영상 중에서 각 차량의 번호가 포함되어 있는 차량의 뒷부분 또는 앞부분 영역 중 시스템이 설정한 범위를 차량영역으로 구획하고, 그 차량영역의 이미지를 활용하여 차량번호를 인식하거나 또는 해당 차량이 단속 진행 중인 차량인지, 단속이 완료된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 검출하는 등 차량의 상황에 맞추어 검출동작을 수행함으로써, 차량단속의 효율을 높일 수 있다.The present invention divides the range set by the system among the rear or front areas of the vehicle including the number of each vehicle among the wide-area detection images into the vehicle area, and uses the image of the vehicle area to recognize the vehicle number or the vehicle By performing a detection operation according to the vehicle situation, such as detecting whether the vehicle is under the control, whether the vehicle is a vehicle for which the control has been completed, or whether the vehicle is a vehicle subject to new control, the efficiency of vehicle control can be increased.

특히, 본 발명은 검출된 차량이 기단속 차량으로 판별된 경우에는, 그 차량의 단속상태에 맞추어 필요한 동작만을 수행하게 할 수 있다. 즉, 단속이 완료된 차량의 경우에는 단속동작을 중지하고, 단속 진행 중인 차량의 경우에는 단속관련 나머지 동작만을 수행하여, 기수행된 단속동작을 중복 수행하지 않도록 함으로써 차량 단속효율을 높일 수 있다. 한편, 대상 단속구역에 대하여 설정된 단속정책에 따라 단속이 완료된 차량의 경우에도 1회 단속 허용시간을 초과하여 장시간 주차되어 있는 차량에 대하여는, 설정시간 경과 후에 재차 그 차량에 대한 단속을 실시할 수도 있다.In particular, according to the present invention, when the detected vehicle is determined to be a pre-registration vehicle, only a necessary operation may be performed according to the control state of the vehicle. That is, in the case of a vehicle on which the enforcement has been completed, the enforcement operation is stopped, and in the case of a vehicle in progress, only the other operations related to the enforcement are performed, so that the previously performed enforcement operation is not repeated, thereby increasing the vehicle enforcement efficiency. On the other hand, even in the case of a vehicle whose enforcement has been completed according to the enforcement policy set for the target enforcement zone, the vehicle may be re-enforced after the set time has elapsed for a vehicle that has been parked for a long time exceeding the allowable time for one enforcement. .

본 발명은 차량번호 검출이 불가한 차량의 경우에는 차량번호 검출을 하지 않는 대신, 해당 단속구역에 대하여 직전 및 신규 촬영한 광역 검지영상 내의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하고, 그 결과에 따라 매칭대상 차량이 동일 차량인지 여부를 판단하여, 기단속된 차량으로 판단될 경우에는 기수행되던 절차에 따라 단속동작을 수행하도록 하고, 신규 차량으로 판단된 차량에 대하여는 신규 단속동작을 시작하도록 함으로써, 차량의 상황에 맞추어 단속 동작을 수행할 수 있게 된다.The present invention does not detect the vehicle number in the case of a vehicle in which the vehicle number detection is impossible, but calculates the structural similarity of the image in the wide area detection image taken immediately before and newly for the corresponding enforcement area, and matching target according to the result It is determined whether the vehicle is the same vehicle, and when it is determined that the vehicle is a previously intercepted vehicle, the intermittent operation is performed according to the previously performed procedure, and a new intermittent operation is started for the vehicle determined as a new vehicle. It is possible to perform the intermittent action according to the situation.

도1은 본 발명의 전체 구성에 관한 블록도이다.
도2는 본 발명의 현장부 구성의 예를 보여주는 도면이다.
도3은 본 발명의 시스템에서 이루어지는 동작의 흐름에 관한 도면이다.
도4는 본 발명에서 사용되는 광역 검지영상의 사례를 보여주는 것이다.
도5는 본 발명의 광역 검지영상에서 차량으로 검출되지 않는 사례를 보여주는 것이다.
도6은 본 발명 광역 검지영상의 상단을 중첩분할한 이미지를 보여주는 것이다.
도7은 본 발명의 광역 검지영상과 그 상단을 중첩분할한 이미지를 매핑하여 도5에서 검출되지 않은 차량을 검출한 이미지를 보여주는 것이다.
도8은 광역 검지영상 중에서 차량영역을 확대하지 않고 차량번호를 인식할 수 있는 차량과 차량영역을 확대하여야 할 차량을 구분하여 표시한 이미지를 보여주는 것이다.
도9는 차량 이미지의 구조적 유사도 산출 사례를 보여주기 위한 영상이다.
도10은 광역 검지영상 중에서 차량영역을 Cropping한 사례를 보여주는 것이다.
도11은 도10에서 Cropping한 차량영역에 대하여 작성한 명도원본맵을 보여주는 것이다.
도12는 도11에서 작성한 명도원본맵을 IoU 영역의 크기에 기반한 패치로 분할하여 작성한 명도비교맵을 보여주는 것이다.
도13은 본 발명의 시스템이 기존영역과 신규영역에 대한 명도값 패턴의 유사도 산출결과를 광역 검지영상의 화면에 디스플레이한 사례를 보여주는 것이다.
도14는 광역 검지영상에서 검출된 차량영역에 대한 차량번호 검출결과 및 이미지의 구조적 유사도를 산출결과를 시각적으로 보여주는 사례이다.
도15는 광역 검지영상에서 검출된 차량영역에 대한 차량번호 검출결과 및 이미지의 구조적 유사도를 산출결과를 시각적으로 보여주는 다른 사례이다.
1 is a block diagram of the overall configuration of the present invention.
2 is a view showing an example of the configuration of the field part of the present invention.
3 is a diagram showing the flow of operations performed in the system of the present invention.
Figure 4 shows an example of a wide-area detection image used in the present invention.
5 is a view showing a case in which the vehicle is not detected in the wide-area detection image of the present invention.
Figure 6 shows an image obtained by dividing the top of the wide area detection image of the present invention.
7 shows an image of detecting a vehicle not detected in FIG. 5 by mapping the image obtained by overlapping the wide area detection image of the present invention and the top thereof.
8 shows an image displayed by dividing a vehicle capable of recognizing a vehicle number without expanding the vehicle area among the wide-area detection images and a vehicle to be enlarged in the vehicle area.
9 is an image for showing an example of calculating the structural similarity of vehicle images.
10 is a view showing a case of cropping the vehicle area in the wide area detection image.
11 is a view showing the original brightness map prepared for the vehicle area cropped in FIG.
12 shows a brightness comparison map created by dividing the original brightness map prepared in FIG. 11 into patches based on the size of the IoU area.
13 is a view showing a case in which the system of the present invention displays the similarity calculation result of the brightness value pattern for the existing area and the new area on the screen of the wide area detection image.
14 is an example of visually showing a result of calculating a license plate number detection result and a structural similarity of an image for a vehicle area detected in a wide area detection image.
15 is another example of visually showing the result of calculating the structural similarity of the license plate number detection result for the vehicle area detected in the wide area detection image and the image.

본 발명의 ‘광역영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템’은 현장부에 설치되는 1개의 회전형 카메라를 사용하여 불법 주정차구역에 진입해 있는 차량을 정확하고 효율적으로 검출하기 위한 시스템에 관한 것이다. 특히, 넓은 범위의 단속구역의 이미지를 촬영한 광역 검지영상을 이용하여 불법 주정차구역에 진입한 차량을 신속하게 검출하는 시스템에 관한 것이다.The 'deep learning-based illegal parking enforcement system using wide-area images' of the present invention relates to a system for accurately and efficiently detecting a vehicle entering an illegal parking area using a single rotating camera installed in the field. . In particular, it relates to a system for quickly detecting a vehicle entering an illegal parking and stopping area using a wide area detection image obtained by photographing an image of a wide range of enforcement areas.

본 발명의 시스템은 전체적으로는, 도1에 나타나 있는 바와 같이, 단속현장에 설치되는 현장부(100)와, 현장부로부터 원격위치에 설치되는 상황실부(300)와, 현장부와 상황실부를 유무선 통신수단을 통해 연결하는 유무선 네트워크(200)를 포함하여 구성된다.As a whole, as shown in FIG. 1, the system of the present invention generally includes a field unit 100 installed at the enforcement site, a situation room unit 300 installed at a remote location from the field unit, and a wired/wireless communication between the field unit and the situation room unit. It is configured to include a wired/wireless network 200 that connects through means.

본 발명의 시스템은, 도1에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이, 1개 또는 복수의 현장부(100)를 포함하여 구성될 수 있다.The system of the present invention may be configured to include one or a plurality of field units 100 , as shown by a dotted line in FIG. 1 .

본 발명의 현장부(100)는 단속현장에 설치되어 차량을 촬영하는 촬상부(110)와, 유무선 네트워크를 통해 상황실부와 통신을 수행하는 통신부(130)를 포함하여 구성된다. 상기 촬상부(110)는 광역 검지영상 및 단속대상 차량의 영상을 획득하기 위한 수단으로서 회전형 CCTV 카메라 등을 포함하여 이루어진다. 촬상부(110)는 단속구역 내의 위반차량을 검출하기 위한 광역 검지영상, 및 검출된 차량의 위치로 회전형 카메라를 이동시켜서 차량번호를 인식하기 위한 단속영상과 위반차량으로 판별된 차량에 대한 정황사진을 촬영하여 관리서버(310)로 전송한다. 구체적으로 살펴보면 광역 검지영상은 관리서버(310)의 차량검출부(312)로 전송되고, 단속영상 및 정황사진은 차량단속부(313)로 전송되게 된다.The field unit 100 of the present invention is configured to include an imaging unit 110 that is installed at the enforcement site to photograph a vehicle, and a communication unit 130 that communicates with the situation room unit through a wired/wireless network. The imaging unit 110 includes a rotating CCTV camera as a means for acquiring a wide area detection image and an image of a vehicle subject to enforcement. The imaging unit 110 is a wide-area detection image for detecting a violating vehicle within the enforcement zone, and an enforcement image for recognizing a vehicle number by moving the rotary camera to the position of the detected vehicle, and the circumstances of the vehicle determined as a violating vehicle A picture is taken and transmitted to the management server 310 . In detail, the wide-area detection image is transmitted to the vehicle detection unit 312 of the management server 310 , and the intermittent image and situational photos are transmitted to the vehicle enforcement unit 313 .

상황실부(300)에는 위반차량의 검출 및 단속동작 수행의 중심구성인 관리서버(310)가 구비되어 있으며, 관리서버(310)는 카메라원격제어부(311), 차량검출부(312), 차량단속부(313), 제어부(314), 단속정보저장부(315)를 포함하여 구성되고, 디스플레이부(316) 및 학습이미지저장부(317)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The situation room unit 300 is provided with a management server 310, which is a central component of detecting and intercepting vehicles in violation, and the management server 310 includes a camera remote control unit 311, a vehicle detection unit 312, and a vehicle enforcement unit. 313 , a control unit 314 , and a control information storage unit 315 , and may further include a display unit 316 and a learning image storage unit 317 .

본 발명은 불법 주정차구역을 촬영한 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량의 이미지인 차량영역에 대하여 딥러닝으로 습득한 차량영역 검출모델을 적용하여 불법 주정차구역에 진입해 있는 차량 즉 위반차량을 검출하는 동작을 수행한다. 본 발명에 대한 설명에서 사용되는 ‘불법 주정차구역’, ‘차량 단속구역’ 또는 ‘단속구역’은 모두 주정차위반의 대상이 되는 지역의 범위를 말하는 동일 의미의 명칭이다.The present invention applies a vehicle area detection model acquired through deep learning to a vehicle area, which is an image of a vehicle included in a wide area detection image taken of an illegal parking area, to detect a vehicle entering an illegal parking area, that is, a violating vehicle. perform the action 'Illegal parking and stopping area', 'vehicle control area', or 'regulation area' used in the description of the present invention are all names with the same meaning indicating the range of the area subject to parking and stopping violations.

본 발명에서는 광역 검지영상에 포함되어 있는 객체가 차량인지 여부를 판단하고, 그 객체가 차량 즉 위반차량으로 판단될 경우에는, 그 차량의 번호를 인식하게 된다. 광역 검지영상의 이미지로부터 차량번호의 인식이 어려운 경우에는 차량영역을 확대하여 차량번호 인식을 위한 동작을 수행한다. 번호판이 가려져 있는 등의 이유로 차량번호의 인식이 불가한 경우에는 기검출된 차량영역(기존 차량영역 또는 기존영역)의 이미지와 새롭게 검출된 차량영역(신규 차량영역 또는 신규영역)의 이미지에 대한 IoU(Intersection over Union) 값을 산출하여 기존 및 신규 차량영역 이미지의 구조적 유사도를 산출하여, 그 차량이 신규 단속대상 차량인지 여부를 판단한다. 이미지의 유사도가 임계치 이하일 경우에는 그 차량을 신규 단속대상 차량으로 판단하고, 신규 단속차량에 대한 단속절차를 수행하도록 한다.In the present invention, it is determined whether the object included in the wide-area detection image is a vehicle, and when the object is determined to be a vehicle, that is, a violation vehicle, the number of the vehicle is recognized. If it is difficult to recognize the vehicle number from the image of the wide area detection image, the operation for recognizing the vehicle number is performed by enlarging the vehicle area. If the license plate cannot be recognized due to the cover of the license plate, IoU for the image of the previously detected vehicle area (existing vehicle area or existing area) and the image of the newly detected vehicle area (new vehicle area or new area) (Intersection over Union) value is calculated to calculate the structural similarity of the images of the existing and new vehicle areas, and it is determined whether the vehicle is a new enforcement target vehicle. If the similarity of the image is less than the threshold, the vehicle is determined as a new enforcement target vehicle, and the enforcement procedure for the new enforcement vehicle is performed.

본 발명에서 사용되는 ‘차량영역’은 차량 전체를 대상으로 하는 사진 등의 이미지가 아니라, 차량의 뒷부분 또는 앞부분의 이미지 중에서 번호판이 포함되어 있는 부분과 차량의 특징을 인식할 수 있는 일부 범위를 한정하여 선택된 부분을 말하는 것이다. 본 발명의 도5에서 초록색 사각형으로 구획된 부분과, 도8에서 초록색 또는 밝은 파란색(이하에서는 ‘파란색’으로 칭함) 사각형으로 구획된 부분이 본 발명의 차량영역의 예에 해당되는 것이다.The 'vehicle area' used in the present invention is not an image such as a photograph that targets the entire vehicle, but a part of the image of the rear or front of the vehicle that includes a license plate and a partial range that can recognize the characteristics of the vehicle. This means the selected part. A portion demarcated by a green rectangle in FIG. 5 and a portion demarcated by a green or light blue (hereinafter referred to as 'blue') rectangle in FIG. 8 correspond to examples of the vehicle area of the present invention.

또한, 본 발명에서는 차량의 번호판 부분만을 선택하여 구획한 번호판영역을 사용한다. 번호판영역은 차량영역 중에서 번호판 부분만을 별도로 구획하여 설정되는 영역이며, 차량검출부(312)가 이 번호판영역으로부터 차량번호를 검출하게 된다. 본 발명의 도5에 있어서 초록색 선으로 구획된 사각형은 차량영역이고, 도8에서 차량영역의 내부에 붉은색 선으로 구획된 작은 사각형이 번호판영역에 해당되는 것이다.In addition, in the present invention, only the license plate portion of the vehicle is selected and the partitioned license plate area is used. The license plate area is an area set by separately dividing only the license plate part of the vehicle area, and the vehicle detection unit 312 detects the vehicle number from the license plate area. In FIG. 5 of the present invention, a rectangle demarcated by a green line is a vehicle area, and a small rectangle demarcated by a red line inside the vehicle area in FIG. 8 corresponds to a license plate area.

본 발명의 현장부(100)는 도2와 같은 형태로 이루어질 수 있으며, 촬상부(110) 및 통신부(130)를 포함하여 구성된다. 현장부(100)가 복수로 이루어질 경우에는, 각 현장부 마다 촬상부(110)와 통신부(130)가 구비된다.The field unit 100 of the present invention may be formed in the form shown in FIG. 2 , and includes an imaging unit 110 and a communication unit 130 . When there are a plurality of field units 100 , an imaging unit 110 and a communication unit 130 are provided for each field unit.

촬상부(110)는 단속대상 차량의 영상을 획득하기 위한 수단이며, 회전형 CCTV 카메라와 같이 단속구역에 대한 광역 검지영상을 촬영할 수 있는 회전형 카메라를 포함하여 구성된다. 본 발명의 회전형 카메라(111)는 PTZ 제어를 통해 넓은 범위의 단속구역에 대한 영상 및 각 차량에 대하여 줌값이 다른 복수의 정황사진을 촬영할 수 있는 카메라이며, 범용 회전형 CCTV 카메라(이하 ‘회전형 카메라’로 칭함)를 사용할 수 있다.The imaging unit 110 is a means for acquiring an image of the vehicle subject to enforcement, and is configured to include a rotational camera capable of photographing a wide-area detection image for the enforcement zone, such as a rotational CCTV camera. The rotary camera 111 of the present invention is a camera capable of taking a plurality of situational photos with different zoom values for each vehicle and an image for a wide range of enforcement zones through PTZ control, and is a general-purpose rotary CCTV camera (hereinafter referred to as 'time referred to as a 'typical camera') can be used.

현장부(100)는 도2의 예와 같이, 회전형 카메라와, 회전형 카메라를 지지하는 수직지주 및 수평지지대와, 수직지주의 일측에 구비되는 함체를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 수직지주의 일측에 구비되는 함체의 내부에는 촬상부(110)를 위한 전원공급 수단과 통신부(130)를 구성하는 수단 등이 포함될 수 있다.As in the example of FIG. 2 , the field unit 100 may be configured in a form including a rotating camera, a vertical post and a horizontal support supporting the rotating camera, and a housing provided on one side of the vertical post. A power supply means for the imaging unit 110 and means constituting the communication unit 130 may be included inside the housing provided on one side of the vertical post.

본 발명은 불법주정차 구역 즉, 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 사용하여 단속구역 내에 차량이 진입하여 있는지 여부 및 해당 단속구역에 진입해 있는 차량의 이미지를 검출하고, 그 검출결과를 이용하여 차량의 단속에 사용하도록 제공하게 된다. 감시대상 단속구간이 매우 길게 또는 넓은 범위에 걸쳐 있을 경우에는 해당 단속구간을 복수의 단속구역으로 나눈 후, 각 단속구역에 대한 광역 검지영상을 촬영하여 이용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 단속구역은 회전형 카메라를 사용하여 광역 검지영상을 활영할 수 있는 범위를 말하는 것이며, 단속구간은 하나 또는 복수의 단속구역을 포함하여 이루어지는 불법주정차 단속을 위해 설정되는 범위이다.The present invention detects whether a vehicle enters the enforcement zone and the image of the vehicle entering the enforcement zone using a wide-area detection image taken of the illegal parking zone, that is, the enforcement zone, and uses the detection result to detect the vehicle provided for use in the control of If the enforcement section to be monitored spans a very long or wide range, the enforcement section can be divided into a plurality of enforcement zones, and then a wide-area detection image for each enforcement zone can be taken and used. The enforcement zone used in the present invention refers to a range in which a wide-area detection image can be filmed using a rotary camera, and the enforcement zone is a range set for enforcement of illegal parking and stopping including one or a plurality of enforcement zones.

단속영상은 차량검출부(312)가 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 객체에 대한 검출동작을 수행한 결과, 그 객체가 위반차량이라고 판단된 경우, 차량단속부(313)가 촬상부의 회전형 카메라를 여러 단계의 줌 배율로 변화시키면서 촬영하게 되는 해당 차량에 대한 정황사진과, 차량영역 및 번호판영역을 촬영한 사진을 포함하는 것이다. 단속영상 중에서 정황사진은 위반사실이 확정된 차량에 대하여 사용되는 것으로, 위반차량에 대한 범칙금부과 등의 행정조치 시 위법의 근거로 사용되는 것이다. 본 설명에서는 단속영상의 촬영 등 단속동작에 관련된 구체적인 설명은 생략하기로 한다.As a result of the vehicle detection unit 312 performing a detection operation on the object included in the wide-area detection image, the intermittent image is determined that the object is an offending vehicle, the vehicle enforcement unit 313 uses the rotating camera of the imaging unit several times. It includes a situation photo of the vehicle to be taken while changing the zoom magnification of the step, and a photo taken of the vehicle area and the license plate area. Circumstance photos among the crackdown videos are used for vehicles whose violations have been confirmed, and are used as a basis for violations in administrative actions such as imposing fines on vehicles in violation. In the present description, detailed descriptions related to intermittent operations such as shooting of intermittent images will be omitted.

본 발명의 상황실부(300)는 현장부(100)로부터 원격지에 위치한 상황실에 설치되는 것으로서, 관리서버(310)의 동작을 통해 시스템이 자동으로 불법 주정차 차량을 검출하는 동작을 수행하도록 구성되어 있는 것이다. 현장부(100)가 복수로 구성되어 있을 경우, 관리서버(310)는 그 구성요소들을 통해 각 현장부에 설치되어 있는 회전형 카메라(111)를 제어하여 광역 검지영상 및 단속영상을 촬영하도록 하고, 촬영된 영상을 통신부(130)를 통해 다시 관리서버로 전송하도록 하는 등의 동작을 수행하게 된다.The situation room unit 300 of the present invention is installed in a situation room located at a remote location from the field unit 100, and through the operation of the management server 310, the system automatically detects illegally parked and stopped vehicles. will be. When the field unit 100 is composed of a plurality, the management server 310 controls the rotary camera 111 installed in each field unit through the components to shoot a wide-area detection image and an intermittent image, and , to transmit the captured image back to the management server through the communication unit 130, and the like.

본 발명의 상황실부(300)에는 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 관리서버(310)와, 유무선 네트워크(200)를 통해 상황실부(300)와 현장부(100) 사이의 제어신호 송수신 및 영상데이터의 전달 등의 기능을 수행하는 통신부(330)가 구비된다.In the situation room unit 300 of the present invention, a management server 310 that controls the overall operation of the system, and transmission/reception of control signals and image data between the situation room unit 300 and the field unit 100 through a wired/wireless network 200 A communication unit 330 for performing functions such as transmission is provided.

상황실부(300)의 구성 중 핵심역할을 수행하는 요소인 관리서버(310)는 카메라원격제어부(311)와, 차량검출부(312)와, 차량단속부(313)와, 제어부(314)와, 단속정보저장부(315)를 포함하여 구성되고, 디스플레이부(316) 및 학습이미지저장부(317)를 더 포함할 수 있다.The management server 310, which is an element performing a key role in the configuration of the situation room 300, includes a camera remote control unit 311, a vehicle detection unit 312, a vehicle enforcement unit 313, and a control unit 314, It is configured to include an enforcement information storage unit 315 , and may further include a display unit 316 and a learning image storage unit 317 .

카메라원격제어부(311)는 현장부에 설치되어 있는 회전형 카메라(111)의 동작을 제어하기 위한 수단이다. 현장부에 설치되어 있는 회전형 카메라는 카메라원격제어부(311)의 제어에 따라 자동으로 동작되도록 구성되어 있으며, 필요시 관리자가 카메라원격제어부(311)를 수동으로 조작하여 동작시킬 수도 있다.The camera remote control unit 311 is a means for controlling the operation of the rotary camera 111 installed in the field. The rotary camera installed in the field unit is configured to be automatically operated under the control of the camera remote control unit 311 , and an administrator may operate the camera remote control unit 311 by manually operating the camera remote control unit 311 if necessary.

본 발명의 시스템은 회전형 카메라를 통한 광역 검지영상의 촬영, 차량번호의 인식 및 위반차량에 대한 단속영상의 확보 등이 자동으로 수행되도록 구성되어 있다. 한편, 초기 설정시 또는 시스템에 이상이 발생하여 관리자가 직접 시스템을 재설정하여야 하는 경우 등에는 수동으로 동작시킬 수도 있도록 구성된다. 즉, 본 발명이 적용되는 시스템은 동작에 필요한 사항들이 모두 세팅된 후에는 카메라원격제어부(311)에 의한 카메라 제어와, 차량검출부(312) 및 차량단속부(313)를 통한 위반차량의 검출 또는 차량단속 등의 동작을 자동으로 수행하게 된다.The system of the present invention is configured to automatically perform shooting of a wide-area detection image through a rotating camera, recognition of a license plate number, and securing of an interception image for an offending vehicle. On the other hand, it is configured so that it can be operated manually during initial setting or when an error occurs in the system and the administrator needs to manually reset the system. That is, in the system to which the present invention is applied, after all necessary matters for operation are set, the camera control by the camera remote control unit 311 and the detection of the offending vehicle through the vehicle detection unit 312 and the vehicle enforcement unit 313 or It automatically performs actions such as vehicle enforcement.

차량검출부(312)는 본 발명에 있어서 단속구역에 불법 주정차되어 있는 차량을 검출하기 위한 동작을 수행하는 핵심 수단이다. 차량검출부(312)는 현장부의 촬상부가 촬영하여 전송한 광역 검지영상 내에 포함되어 있는 객체의 이미지가 차량에 대한 것인지 여부를 판단하고, 해당 객체가 차량일 경우에는 차량의 번호를 인식할 수 있는지 여부를 판단하여, 번호인식이 가능한 차량에 대하여는 단속 중인 차량인지, 단속 완료된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 판별하고, 번호인식이 불가한 차량에 대하여는 직전 촬영된 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 차량영역(기존영역)과 신규 촬영된 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 차량영역(신규영역)의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하고, 그 산출결과에 따라 신규영역에 포함되어 있는 차량이 기단속된 차량인지 신규 단속대상 차량인지를 검출하게 된다. The vehicle detection unit 312 is a key means for performing an operation for detecting a vehicle illegally parked and stopped in an enforcement area in the present invention. The vehicle detection unit 312 determines whether the image of the object included in the wide-area detection image photographed and transmitted by the imaging unit of the field unit is for a vehicle, and if the object is a vehicle, whether it is possible to recognize the number of the vehicle By determining whether the vehicle number recognition is possible, whether it is a vehicle under control, a vehicle that has been cracked down, or a vehicle subject to new enforcement, and for a vehicle for which number recognition is not possible, the vehicle area included in the wide-area detection image taken immediately before Calculate the structural similarity between the (existing area) and the image of the vehicle area (new area) included in the newly captured wide area detection image, and depending on the calculation result, determine whether the vehicle included in the new area is a previously intercepted vehicle. It detects whether the vehicle is subject to enforcement.

차량단속부(313)는 차량검출부(312)에서 검출된 차량이 신규 단속대상 차량 즉 신규 위반차량으로 판단될 경우, 카메라원격제어부(311)를 통해 촬상부(110)의 회전형 카메라를 해당 차량의 위치로 확대 이동시켜서 차량번호를 인식한 후, 회전형 카메라의 Zoom 배율을 조절하여 배율이 상이한 복수의 정황사진을 촬영하도록 하고, 전송받은 위반차량에 대한 정황사진을 확보하여 단속정보저장부(315)에 저장하도록 하는 동작을 수행한다.When it is determined that the vehicle detected by the vehicle detection unit 312 is a new enforcement target vehicle, that is, a new violation vehicle, the vehicle enforcement unit 313 transmits the rotary camera of the imaging unit 110 through the camera remote control unit 311 to the corresponding vehicle. After recognizing the license plate number by moving it enlarged to the location of 315) to store it.

제어부(314)는 관리서버(310)에 포함되어 있는 여러 구성요소들(도1 참조)의 동작을 제어하는 수단이다. 즉, 제어부는 차량검출부(312)가 도3에 나타나 있는 바와 같은 순서에 따라 동작하면서 위반차량을 검출하는 동작을 수행하도록 제어한다. 제어부(314)는 시스템에 저장 또는 설정되어 있는 데이터(정보)를 사용하여 불법 주정차된 차량을 검출하는 본 발명의 전체적인 동작을 제어하게 된다. 제어부(314)는 MCU와 같은 형태로 구성될 수도 있고, 관리서버의 각 구성요소에 저장되어 있으면서 관련 기능을 수행하는 프로그램의 형태로 구성될 수도 있다.The control unit 314 is a means for controlling the operation of various components (refer to FIG. 1) included in the management server 310. That is, the control unit controls the vehicle detection unit 312 to perform the operation of detecting the offending vehicle while operating according to the sequence shown in FIG. 3 . The controller 314 controls the overall operation of the present invention for detecting an illegally parked or stopped vehicle using data (information) stored or set in the system. The control unit 314 may be configured in the same form as an MCU, or may be configured in the form of a program that is stored in each component of the management server and performs a related function.

단속정보저장부(315)는 차량단속부(313)가 단속과정에서 확보한 위반차량의 정황사진 등의 데이터가 저장되는 구성요소이다. 주정차위반 단속시스템의 경우, 검출된 차량이 주정차 위반차량이라고 판단될 경우에는, 해당 차량의 위반사실을 입증할 수 있는 객관적인 근거를 해당 차량의 차주에게 제시하도록 구성되어야 한다. 본 발명의 단속정보저장부(315)에는 위반차량의 차량번호, 단속일시 및 단속위치 관련 정보와, 정황사진이 저장된다. 단속정보저장부(315)에 저장된 데이터는 일정기간 동안 유지되면서, 관련 행정조치 등에 따른 필요시 사용된다.The enforcement information storage unit 315 is a component in which data such as situation photos of the offending vehicle secured by the vehicle enforcement unit 313 in the enforcement process are stored. In the case of the parking violation enforcement system, if it is determined that the detected vehicle is a parking violation vehicle, it should be configured to present an objective basis to prove the violation of the vehicle to the owner of the vehicle. The enforcement information storage unit 315 of the present invention stores the vehicle number of the offending vehicle, information related to the enforcement date and time and the location of the enforcement, and a picture of the situation. The data stored in the enforcement information storage unit 315 is maintained for a certain period of time, and is used when necessary according to related administrative measures.

디스플레이부(316)는 촬상부가 전송한 광역 검지영상을 화면에 표출하고, 또한 차량검출부(312)가 위반차량을 검출하는 과정 또는 결과를 시각적으로 출력하는 수단이다. 디스플레이부(316)는 차량 검출과정에서 검출된 차량이 단속 진행 중인 차량인지, 단속이 완료된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지 등을 판별한 결과를 시각적으로 표출하는 등 본 발명의 검출동작 관련 상황을 표시해 주는 수단이다. 디스플레이부(316)는 상황실부(300) 내에 설치되며, 단속구역에 진입해 있는 객체가 위반차량인지 여부, 기존 차량영역과 신규 차량영역 이미지의 유사도 산출결과 등을 시각적으로 표출함으로써, 시스템의 동작상태를 용이하게 확인할 수 있게 한다. 디스플레이부는 하나 또는 복수 설치될 수 있다.The display unit 316 is a means for displaying the wide-area detection image transmitted by the imaging unit on the screen, and also visually outputting the process or result of the vehicle detection unit 312 detecting the offending vehicle. The display unit 316 visually displays the result of determining whether the vehicle detected in the vehicle detection process is a vehicle under control, a vehicle for which enforcement is completed, or a new vehicle to be intercepted, etc. It is a means of indicating The display unit 316 is installed in the situation room unit 300 and visually displays whether the object entering the enforcement zone is a violation vehicle, the similarity calculation result between the existing vehicle area and the new vehicle area image, etc., thereby operating the system Make it easy to check the status. One or a plurality of display units may be installed.

학습이미지저장부(317)는 본 발명의 시스템에서 불법주정차 차량의 검출을 위한 모델로 사용되는 차량영역 및 번호판영역의 이미지가 레이블링된 수많은 학습이미지를 저장하는 수단이다. 본 발명의 시스템은 학습이미지저장부(317)에 저장되어 있는 차량영역 및 번호판영역의 이미지를 정확하게 검출하기 위하여 딥러닝을 통해 구축된 차량영역 검출모델 및 번호판영역 검출모델을 적용함으로써 차량영역의 검출 및 차량번호의 인식을 용이하게 할 수 있게 된다. The learning image storage unit 317 is a means for storing numerous learning images labeled with images of the vehicle area and license plate area used as a model for detecting illegally parked vehicles in the system of the present invention. The system of the present invention detects the vehicle area by applying the vehicle area detection model and the license plate area detection model built through deep learning in order to accurately detect the image of the vehicle area and the license plate area stored in the learning image storage unit 317. And it is possible to facilitate recognition of the vehicle number.

본 발명은 학습이미지저장부(317)에 저장되어 있는 차량영역 및 번호판영역의 이미지에 대한 딥러닝을 통해 시스템이 차량영역과 번호판영역의 이미지를 미리 학습하도록 함으로써, 시스템 동작 중에 촬상부에서 촬영되어 전송되는 광역 검지영상 또는 광역 검지영상을 초해상도 영상복원 방법으로 확대한 영상 중에 차량영역 또는 번호판영역과 동일하거나 유사한 이미지가 포함되어 있을 경우, 그 이미지가 차량영역 또는 번호판영역에 대한 것으로 인식하여 해당 차량에 대한 단속동작을 수행하게 된다.The present invention allows the system to learn the images of the vehicle area and the license plate area in advance through deep learning for the images of the vehicle area and the license plate area stored in the learning image storage unit 317, so that the image is taken from the imaging unit during system operation. If an image that is the same as or similar to the vehicle area or license plate area is included in the transmitted wide area detection image or the image enlarged by the super-resolution image restoration method, the image is recognized as for the vehicle area or the license plate area Controlling the vehicle is performed.

본 발명에 적용되는 딥러닝은 시스템 세팅시 미리 수행하도록 되어 있어서, 시스템이 차량검출 및 번호판인식 동작을 수행하는 과정에서는 학습이미지저장부(317)에 저장된 이미지가 직접적으로 사용되지는 않는다.The deep learning applied to the present invention is to be performed in advance during system setting, so the image stored in the learning image storage unit 317 is not directly used in the process of the system performing vehicle detection and license plate recognition operations.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 차량영역은 번호판이 포함된 차량의 뒷부분 또는 앞부분 영역에 대한 것이다. 본 발명은 촬상부가 전송한 광역 검지영상 중에서 차량영역을 검출한 후, 차량영역 내에 포함되어 있는 차량번호판의 영상 즉, 번호판영역으로부터 차량번호를 바로 인식하도록 하거나, 차량영역의 이미지를 초해상도 영상복원 등의 기술을 적용하여 확대한 후에 차량번호를 인식하도록 하고, 차량번호 인식이 불가한 경우에는 직전 촬영된 광역 검지영상과 신규 촬영된 광역 검지영상에서 서로 대응되는 차량영역의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하여, 신규 차량영역을 포함하고 있는 차량이 기단속된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 판단하는 동작을 수행하게 된다.As described above, the vehicle area used in the present invention relates to the rear or front area of the vehicle including the license plate. The present invention detects the vehicle region from the wide-area detection image transmitted by the imaging unit, and then directly recognizes the vehicle number from the image of the license plate included in the vehicle region, that is, from the license plate region, or restores the image of the vehicle region to a super-resolution image Recognize the vehicle number after enlarging it by applying technology such as, and if the vehicle number cannot be recognized, the structural similarity of the image of the vehicle area corresponding to each other in the wide area detection image taken just before and the newly photographed wide area detection image By calculating, the operation of determining whether the vehicle including the new vehicle area is a previously intercepted vehicle or a new vehicle to be intercepted is performed.

본 발명에 따른 차량검출 및 차량번호의 인식은 아래와 같은 과정을 거치면서 이루어지게 된다. 이하에서는 도3 및 여타 관련 도면을 참조하면서 본 발명에서 수행되는 동작의 내용에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Vehicle detection and vehicle number recognition according to the present invention are performed through the following process. Hereinafter, the contents of the operations performed in the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 and other related drawings.

본 발명의 시스템에서 가장 먼저 수행되는 동작은 촬상부(110)의 회전형 카메라를 단속구역으로 이동시켜서 선택된 단속구역에 대한 광역 검지영상을 촬영하는 것이다(S100).The first operation performed in the system of the present invention is to move the rotary camera of the imaging unit 110 to the intermittent zone to take a wide-area detection image for the selected intermittent zone (S100).

차량검출부(312)는 위반차량을 검출하기 위하여 카메라원격제어부(311)를 통해 현장부(100)의 촬상부(110)를 제어하여 단속대상 불법주정차 구역(단속구역)을 촬영하도록 하고, 해당 단속구역에 대한 광역 검지영상을 획득하게 된다.The vehicle detection unit 312 controls the imaging unit 110 of the on-site unit 100 through the camera remote control unit 311 in order to detect an offending vehicle to photograph an illegal parking area subject to enforcement (enforcement area), and the corresponding enforcement A wide-area detection image for the area is acquired.

단속구역은 해당 단속구간의 상황에 따라 하나 또는 복수로 나누어 설정될 수 있다. 해당 단속구간의 상황은 단속구역의 범위 또는 길이, 회전형 카메라를 중심으로 도로의 전후를 모두 단속구역으로 설정하는지 여부, 사거리 등에 있어서 단속구간을 몇 개의 단속구역으로 설정하는지 등과 같은 단속정책에 관련된 것이다.The enforcement zone may be divided into one or a plurality of settings according to the situation of the corresponding regulation zone. The situation of the enforcement section is related to the enforcement policy, such as the scope or length of the enforcement zone, whether the front and rear of the road are all set as enforcement zones with a rotating camera, and how many enforcement zones are set in crossroads, etc. will be.

본 발명의 시스템은 위와 같은 단속구간의 상황에 따라 설정된 각 단속구역 내에 위반차량이 존재하는지 여부를 검출하기 위하여 차량검출부(312)가 카메라원격제어부(311)를 통해 촬상부를 동작시켜서 특정 선택된 단속구역에 대한 광역 검지영상을 촬영하도록 하고, 그 영상을 다시 차량검출부(312)로 전송하도록 하여, 해당 단속구역에 대한 이미지(광역 검지영상)를 획득하는 동작(S100)을 수행한다. 광역 검지영상의 촬영은 시스템에 설정되어 있는 각 단속구역을 일정 시간차를 두고 순회하면서 스캔하는 방식으로 이루어지거나 또는 특정 단속구역 내에 위반차량이 진입한 것으로 검출될 경우, 그 단속구역으로 회전형 카메라를 이동시켜서 촬영하도록 설정할 수 있다.In the system of the present invention, the vehicle detection unit 312 operates the imaging unit through the camera remote control unit 311 in order to detect whether a violation vehicle exists within each enforcement zone set according to the situation of the enforcement zone as described above, and a specific selected enforcement zone The operation (S100) of obtaining an image (wide area detection image) for the intermittent zone is performed by taking a wide-area detection image and transmitting the image to the vehicle detection unit 312 again. The wide-area detection image is scanned while traversing each enforcement zone set in the system with a certain time difference, or when it is detected that a violating vehicle has entered within a specific enforcement zone, a rotating camera is installed in the enforcement zone. You can set it to move and shoot.

도4는 본 발명에 적용되는 광역 검지영상의 예를 보여주는 것이다. 본 발명의 시스템은 회전형 카메라로부터 예를 들어 250m 길이의 단속구간을 2 내지 3개의 단속구역으로 나누어 설정하고, 각 단속구역에 대한 영상(본 발명에서는 이 영상을 ‘광역 검지영상’이라고 칭함)을 촬영하여 차량영역 및 번호판영역의 검출에 사용하게 된다. 본 발명의 시스템은 단속구간의 길이가 비교적 짧은 경우에는 한 번에 광역 검지영상을 촬영할 수 있으며, 구간의 길이가 긴 경우에는 단속구간을 복수의 단속구역으로 나누어 각 단속구역에 대한 광역 검지영상을 촬영하여 사용할 수 있다. 도4의 광역 검지영상에는 근접 거리에 있는 차량으로부터 상당히 떨어진 위치에 있는 차량까지 포함되어 있다.Figure 4 shows an example of a wide area detection image applied to the present invention. The system of the present invention sets an intermittent section with a length of, for example, 250 m from a rotating camera by dividing it into 2 to 3 intermittent sections, and an image for each intermittent section (in the present invention, this image is called a 'wide area detection image') is taken and used to detect the vehicle area and license plate area. The system of the present invention can take a wide-area detection image at once when the length of the intermittent section is relatively short, and when the length of the section is long, the intermittent section is divided into a plurality of intermittent sections to obtain a wide-area detection image for each intermittent section It can be used for shooting. The wide-area detection image of FIG. 4 includes even a vehicle at a location quite far away from a vehicle in close proximity.

촬상부(110)로부터 도4와 같은 광역 검지영상을 전송받은 차량검출부(312)는 그 영상 전체를 입력으로 사용하여 위반차량을 검출하는 딥러닝 기반의 위반차량 검출단계(S110 및 S120)를 수행하게 된다.The vehicle detection unit 312 that has received the wide-area detection image as shown in FIG. 4 from the imaging unit 110 performs the deep learning-based offending vehicle detection step (S110 and S120) of detecting the offending vehicle using the entire image as an input. will do

본 발명의 차량검출부(312)에서 이루어지는 위반차량의 검출은 촬상부로부터 전송받은 광역 검지영상 중에서 차량번호판이 포함되어 있는 차량의 이미지, 즉 차량영역에 대한 학습이미지를 딥러닝하여 구축한 차량영역 검출모델을 활용하여 수행된다. 도5는 광역 검지영상 중에서 차량영역을 검출한 사례에 대한 것이며, 차량의 뒷부분에 초록색 직사각형으로 각각 구획되어 있는 부분이 검출된 차량영역에 해당되는 것이다.The detection of the offending vehicle made by the vehicle detection unit 312 of the present invention is a vehicle area detection built by deep learning an image of a vehicle including a license plate, that is, a learning image for the vehicle area among the wide area detection images transmitted from the imaging unit. This is done using the model. Figure 5 is for a case of detecting a vehicle area in the wide-area detection image, and a portion divided by a green rectangle at the rear of the vehicle corresponds to the detected vehicle area.

한편, 도5에 있어서 광역 검지영상 최상단에 위치하고 있는 흰색 차량의 경우에는 차량으로 인식되지 못하여, 차량영역으로 검출되지 않은 경우이다.On the other hand, in the case of a white vehicle located at the top of the wide area detection image in FIG. 5, it is not recognized as a vehicle, and thus is not detected as a vehicle area.

본 발명의 시스템은, 초기 세팅시 차량영역 및 번호판영역을 검출하기 위하여 수많은 학습이미지를 딥러닝하여 차량영역 검출모델과 번호판영역 검출모델을 구축한 후, 위반차량 검출을 위한 동작을 시작하게 된다. 즉, 광역 검지영상 중에서 객체의 이미지를 추출한 후, 추출된 이미지에 대하여 딥러닝 기반의 검출모델을 적용하여, 상기 객체의 이미지가 차량영역에 해당되는지 여부를 판단하게 된다. 판단결과 그 객체의 이미지가 차량영역이라고 판단될 경우에는, 차량영역 중에 포함되어 있는 번호판영역을 다시 추출하고 번호판영역에 대하여 딥러닝 기반 검출모델을 적용하여 차량번호를 인식하도록 한다.The system of the present invention builds a vehicle area detection model and a license plate area detection model by deep learning a number of learning images to detect the vehicle area and the license plate area during initial setting, and then starts the operation for detecting the offending vehicle. That is, after extracting the image of the object from the wide-area detection image, by applying a deep learning-based detection model to the extracted image, it is determined whether the image of the object corresponds to the vehicle area. If it is determined that the image of the object is a vehicle area as a result of the determination, the license plate area included in the vehicle area is extracted again and a deep learning-based detection model is applied to the license plate area to recognize the vehicle number.

본 발명은 대상 객체의 이미지가 차량영역에 해당된다고 판단될 경우, 즉, 위반차량이라고 판단할 경우, 차량번호 인식을 위한 동작 등 보다 정확한 검출을 위한 단계들을 더 수행한다. 본 발명에서 더 수행되는 단계는 차량번호 인식을 위한 단계와 차량번호 인식이 불가할 경우 차량영역 이미지의 구조적 유사도를 산출하여 해당 차량이 기단속된 차량인지 신규 단속대상 차량인지 여부를 판단하는 단계 등이다.In the present invention, when it is determined that the image of the target object corresponds to the vehicle area, that is, when it is determined that the vehicle is an offending vehicle, steps for more accurate detection, such as an operation for recognizing a vehicle number, are further performed. The steps further performed in the present invention include a step for recognizing a vehicle number and a step of calculating the structural similarity of the vehicle area image when the vehicle number recognition is not possible to determine whether the vehicle is a previously cracked vehicle or a new enforcement target vehicle, etc. to be.

촬상부로부터 전송받은 광역 검지영상 중에 차량번호판이 포함되어 있는 차량영역이 검출되면, 차량검출부(312)는 해당 차량의 번호인식을 위한 동작을 시작하게 된다. 이때, 검출된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상일 경우에는 바로 번호판영역을 검출하고, 그 영역으로부터 차량번호를 인식하게 된다(S130, S150).When a vehicle region including a license plate is detected in the wide area detection image received from the imaging unit, the vehicle detection unit 312 starts an operation for number recognition of the corresponding vehicle. At this time, when the size of the detected vehicle area is greater than or equal to a certain size, the license plate area is immediately detected, and the vehicle number is recognized from the area (S130, S150).

본 발명은, 앞에서 수행된 차량영역 검출시 딥러닝 방식의 검출모델을 적용하고, 차량번호 인식 과정에서도 딥러닝 방식의 검출모델을 적용하여 차량번호를 정확하게 인식하도록 구성되어 있다. 차량검출부(312)는 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상일 경우에는(S130), 번호판영역을 검출한 후 차량번호를 인식하기 위한 동작을 수행한다. 즉, 차량영역이 일정 크기 이상일 경우에는 번호판영역을 별도로 구분하여 검출하고, 검출된 번호판영역으로부터 차량번호를 인식하게 된다. 도5에 있어서 초록색 선으로 구획된 사각형은 차량영역이고, 차량영역의 내부에 붉은색 선으로 구획된 작은 사각형 영역은 번호판영역이다.The present invention is configured to accurately recognize the vehicle number by applying the detection model of the deep learning method when detecting the vehicle area performed above, and applying the detection model of the deep learning method in the vehicle number recognition process. When the size of the vehicle area included in the wide area detection image is greater than or equal to a certain size (S130), the vehicle detection unit 312 detects the license plate area and then performs an operation for recognizing the vehicle number. That is, when the vehicle area is larger than a certain size, the license plate area is separately detected and the vehicle number is recognized from the detected number plate area. In FIG. 5 , a rectangle delimited by a green line is a vehicle area, and a small rectangle demarcated by a red line inside the vehicle area is a license plate area.

본 발명의 차량검출부(312)는 번호판이 포함되어 있는 차량영역을 검출하고, 딥러닝된 차량영역의 검출모델을 적용하여 위반차량을 검출하도록 구성되어 있으며, 번호판이 가려져서 보이지 않는 차량에 대하여는 차량번호 인식 동작을 수행하지 않게 된다.The vehicle detection unit 312 of the present invention is configured to detect a vehicle area including a license plate, and detect a violation vehicle by applying a detection model of the deep learning vehicle area, The recognition operation is not performed.

한편, 앞의 과정에서 검출된 차량영역 및 번호판영역의 이미지가 신규 단속대상 차량에 대한 것이라고 판단될 경우, 차량검출부(312)는 해당 위반차량에 대한 정보를 차량단속부(313)에 제공하게 되며, 이 정보를 제공받은 차량단속부(313)가 해당 차량에 대한 단속동작을 수행하는 과정에서 입수하는 단속정보는 단속정보저장부(315)에 저장된다.On the other hand, when it is determined that the images of the vehicle area and the license plate area detected in the preceding process are for a vehicle subject to new enforcement, the vehicle detection unit 312 provides information on the corresponding offending vehicle to the vehicle enforcement unit 313 and , the enforcement information obtained in the process of the vehicle enforcement unit 313 receiving this information performing an enforcement operation on the corresponding vehicle is stored in the enforcement information storage unit 315 .

즉, 차량검출부(312)는 신규 위반차량을 검출할 경우, 그 차량에 대한 정보를 차량단속부(313)로 제공하게 되며, 이 정보를 제공받은 차량단속부(313)는 카메라원격제어부(311)를 통해 촬상부(110)의 회전형 카메라를 해당 차량의 위치로 확대 이동시켜서 차량번호를 인식한 후, 회전형 카메라의 Zoom 배율을 조절하여 배율이 상이한 복수의 정황사진을 촬영하여 다시 전송하도록 하고, 그 전송받은 신규 위반차량에 대한 정황사진을 확보한 후, 해당 차량에 대한 차량번호, 검출된 차량영역 및 번호판영역의 이미지와 같은 단속정보 및 차량의 정황사진을 단속정보저장부(315)에 저장하도록 한다.That is, when the vehicle detection unit 312 detects a new offending vehicle, information on the vehicle is provided to the vehicle enforcement unit 313 , and the vehicle enforcement unit 313 receiving this information is the camera remote control unit 311 . ) to enlarge and move the rotary camera of the imaging unit 110 to the location of the vehicle to recognize the vehicle number, then adjust the zoom magnification of the rotary camera to take a plurality of situational photos with different magnifications and transmit them again. And, after securing the situation photo of the new violation vehicle received, enforcement information such as the vehicle number for the vehicle, the detected vehicle area and the image of the license plate area, and the situation picture of the vehicle are stored in the enforcement information storage unit 315 to be saved in

위와 같은 검출과정에서, 차량검출부(312)가 전송받은 광역 검지영상의 이미지에 포함되어 있는 객체의 크기가 너무 작아서 그 객체를 검출하기 어려울 경우, 본 발명의 시스템은 광역 검지영상의 상단을 중첩분할하고(S110), 그 분할된 이미지들에 대하여 딥러닝된 차량영역의 학습모델을 적용하여 위반차량을 검출하도록 한다(S120).In the above detection process, when it is difficult to detect the object because the size of the object included in the image of the wide area detection image received by the vehicle detection unit 312 is too small, the system of the present invention overlaps the upper part of the wide area detection image and (S110), to detect the offending vehicle by applying the deep-learning vehicle domain learning model to the divided images (S120).

예를 들어, 도5에 있어서, 영상의 하단부에 있는 차량의 경우에는 차량영역이 상대적으로 크게 이루어져 있어서, 차량영역을 검출하기가 용이하고 차량번호 역시 번호판영역으로부터 용이하게 인식할 수 있다. 반면, 영상의 상단부에 있는 차량의 경우에는 차량영역이 매우 작게 형성되어 있어서, 차량영역을 검출하기 어려운 상태이다.For example, in FIG. 5 , in the case of a vehicle at the lower end of the image, the vehicle area is relatively large, so it is easy to detect the vehicle area and the vehicle number can also be easily recognized from the license plate area. On the other hand, in the case of a vehicle at the upper end of the image, the vehicle area is formed to be very small, so it is difficult to detect the vehicle area.

도5의 상단부에 있는 차량과 같이, 전체 이미지 중에서 검출하려는 객체의 크기가 상대적으로 작을 경우에는 그 객체를 검출하기 어렵고, 딥러닝 방식을 적용하기도 어렵다. 따라서 본 발명에서는 광역 검지영상 중에서 객체의 크기가 특히 작게 나타나는 상단부의 영상을 복수로 분할하여, 분할된 영상의 이미지 중에서 객체(차량)의 크기 즉 차량영역이 차지하는 크기가 상대적으로 크게 되도록 한 후, 그 분할된 영상 중에 포함되어 있는 객체를 대상으로 차량영역 및 번호판영역을 검출하기 위한 딥러닝 검출모델을 적용함으로써, 차량검출부(312)가 용이하게 차량영역 또는 번호판영역을 검출할 수 있도록 한다.As in the case of the vehicle in the upper part of FIG. 5 , when the size of the object to be detected is relatively small in the entire image, it is difficult to detect the object and it is difficult to apply the deep learning method. Therefore, in the present invention, the image of the upper part in which the size of the object appears particularly small among the wide-area detection images is divided into a plurality, so that the size of the object (vehicle) in the image of the divided image, that is, the size occupied by the vehicle area is relatively large, By applying a deep learning detection model for detecting the vehicle area and the license plate area to the object included in the divided image, the vehicle detection unit 312 can easily detect the vehicle area or the license plate area.

한편, 본 발명에서는 광역 검지영상의 상단을 분할함에 있어서, 분할되는 경계선 부근에 위치하는 객체(차량)가 절단되어 차량영역 또는 번호판영역이 제대로 검출되지 않는 문제를 방지하기 위해, 인접 영상의 일부가 서로 중첩되도록 영상을 분할한다.On the other hand, in the present invention, in dividing the upper end of the wide area detection image, in order to prevent the problem that the object (vehicle) located near the dividing boundary is cut and the vehicle area or the license plate area is not detected properly, a part of the adjacent image is The images are segmented so that they overlap each other.

도6은 본 발명에서 영상의 상단을 중첩 분할한 예를 보여주는 것이다. 도6은 광역 검지영상의 한 예인 도5의 상단부를 3개의 이미지로 분할한 것이며, 이들 이미지 중에서 인접된 이미지는 그 인접부가 서로 일부씩 중첩되게 분할되어 있음을 알 수 있다. 이처럼 본 발명은 먼 거리에 있는 차량을 정확하게 검출하기 위하여 광역 검지영상의 상단을 따로 분할하여 사용하되, 분할된 이미지의 일부가 서로 겹치도록 하여, 보다 안전하게 차량영역을 검출하도록 하고 있다.6 shows an example in which the upper part of an image is overlapped and divided in the present invention. Figure 6 is an example of a wide area detection image, the upper part of Figure 5 is divided into three images, it can be seen that the adjacent images among these images are divided so that the adjacent parts overlap each other partly. As such, the present invention separates and uses the upper part of the wide-area detection image to accurately detect a vehicle at a long distance, but partially overlaps the divided images, so that the vehicle area can be detected more safely.

본 발명은 앞의 과정을 거치면서 획득한 광역 검지영상에 대하여 딥러닝 기반의 위반차량 검출을 수행하고 또한 영상의 상단부를 중첩 분할한 이미지에 대하여 딥러닝 기반의 위반차량 검출을 수행한다. 광역 검지영상 중의 이미지 및 중첩 분할된 이미지를 입력으로 사용하여 차량영역을 검출함에 있어서는, 두 이미지에 포함되어 있는 객체에 대한 좌표매핑을 수행하여 중복된 객체(차량)가 있을 경우, 그중 하나를 제거하고, 단속대상 차량영역의 데이터를 취합하게 된다.The present invention performs deep learning-based infraction vehicle detection on the wide-area detection image obtained through the above process, and performs deep learning-based infraction vehicle detection on the image obtained by dividing the upper part of the image by overlapping. In detecting the vehicle area using the image and the superimposed segmented image in the wide area detection image as input, coordinate mapping is performed on the objects included in the two images, and if there is a duplicate object (vehicle), one of them is removed and collects the data of the vehicle area subject to enforcement.

본 발명에서는 광역 검지영상의 상단부를 중첩 분할함에 있어서, 분할된 영상에 포함되어 있는 객체 자체의 크기를 확대시키지 않으며, 동시에 광역 검지영상 및 분할된 영상(이미지)에 포함되어 있는 각 객체의 위치값 역시 변동시키지 않고 동일한 값을 사용한다. 따라서 광역 검지영상과 중첩 분할된 영상에 동일 형태의 객체가 동일 위치에 존재하고 있을 경우에는 이들을 동일한 객체라고 판단하여, 최종 단속대상 선택시 하나만을 선택하여 위반차량 검출을 위한 동작을 수행한다.In the present invention, in the overlapping division of the upper part of the wide area detection image, the size of the object itself contained in the divided image is not enlarged, and at the same time the position value of each object included in the wide area detection image and the divided image (image) Again, the same value is used without changing it. Therefore, when the same type of object exists in the same position in the wide-area detection image and the overlapped segmented image, it is determined that they are the same object, and only one is selected when selecting the final enforcement target to perform the operation for detecting the offending vehicle.

도7은 중첩분할 및 딥러닝 기반의 위반차량 검출을 수행한 결과를 나타내는 것이고, 이 도면에는 앞의 도5에서는 검출되지 않았던 영상의 최상단에 있는 흰색 차량까지도 차량영역(노란색 사각형)으로 검출되었음을 보여준다.7 shows the result of performing overlapping division and deep learning-based offending vehicle detection, and this figure shows that even a white vehicle at the top of the image that was not detected in FIG. 5 was detected as a vehicle area (yellow rectangle) .

위와 같은 단계를 거친 후에도 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 객체가 위반차량으로 검출되지 않을 경우, 본 발명은 해당 객체에 대한 위반차량 검출 동작을 중지하고(S120 아니오), 다른 차량을 검출하도록 하거나 단속구역을 이동하여 타 단속구역에 대한 차량검출 동작을 수행하게 된다(S100). If the object included in the wide area detection image is not detected as a violating vehicle even after the above steps have been performed, the present invention stops the violating vehicle detection operation for the object (S120 No), detects another vehicle, or an enforcement zone is moved to perform a vehicle detection operation for other control zones (S100).

한편, 위와 같은 단계를 거친 후, 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 객체가 위반차량이라고 판단될 경우에는(S120 예), 기 획득한 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 차량영역의 이미지를 활용하여 차량번호를 인식하고, 기단속된 차량인지 여부를 판별하기 위한 동작을 수행하게 된다(S130 내지 S200).On the other hand, after going through the above steps, if it is determined that the object included in the wide area detection image is an offending vehicle (S120 yes), the vehicle number is obtained using the image of the vehicle area included in the previously acquired wide area detection image. It recognizes and performs an operation for determining whether the vehicle is already intercepted (S130 to S200).

앞의 단계(S100 내지 S120)를 수행한 결과, 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 객체가 차량이라고 판단되는 경우(S120 예), 즉, 위반차량이 검출된 경우에는, 위반차량에 대한 구체적인 정보를 획득하기 위하여 아래와 같은 단계를 수행하게 된다.As a result of performing the preceding steps (S100 to S120), when it is determined that the object included in the wide-area detection image is a vehicle (Yes in S120), that is, when a violation vehicle is detected, specific information about the vehicle is obtained To do this, the following steps are performed:

먼저, 검출된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상일 경우(S130 예), 즉 객체의 크기가 일정 크기 이상일 경우에는, 차량영역을 확대하는 동작을 수행하지 않고 바로 차량영역 중에서 번호판영역을 검출하여 차량번호를 인식하는 동작을 수행한다(S150).First, when the size of the detected vehicle area is greater than or equal to a certain size (Yes in S130), that is, when the size of the object is greater than or equal to a certain size, the license plate area is detected from among the vehicle area without performing the operation of enlarging the vehicle area and the vehicle number An operation for recognizing is performed (S150).

예를 들어, 도8의 광역 검지영상의 사례에서 1, 3번 차량은 이미지 확대 없이 차량번호판으로부터 차량번호를 바로 인식할 수 있는 경우이다. 즉, 1, 3번 차량과 같이 그 번호를 용이하게 인식할 수 있을 정도로 차량영역의 크기가 충분히 커서 일정 크기 이상일 경우에는, 차량영역의 이미지를 확대하지 않고 바로 차량번호를 인식하게 된다.For example, in the case of the wide-area detection image of FIG. 8, vehicles 1 and 3 can directly recognize the vehicle number from the license plate without magnifying the image. That is, when the size of the vehicle area is large enough to easily recognize the number, such as vehicles 1 and 3, and is larger than a certain size, the vehicle number is recognized immediately without enlarging the image of the vehicle area.

위와 같이 광역 검지영상 중의 차량영역이 차량번호를 용이하게 인식할 수 있을 정도의 크기라고 판단되는 경우에는(S130 예), 번호판영역을 검출한 다음, 번호판영역으로부터 차량번호를 인식할 수 있는지 여부를 판단하게 된다(S150). As above, if it is determined that the vehicle area in the wide area detection image is large enough to easily recognize the vehicle number (Yes in S130), after detecting the license plate area, whether or not the vehicle number can be recognized from the license plate area It is determined (S150).

번호판영역으로부터 차량번호를 인식할 수 있다고 판단될 경우(S150 예), 차량검출부(312)는 차량번호를 인식하고, 그 번호의 차량이 기단속된 차량인지 여부를 판단한다(S180). 그 판단 결과, 인식된 차량의 번호가 이미 단속이 진행되고 있거나 또는 단속이 완료된 차량의 번호와 일치할 경우(S180 예), 차량검출부(312)는 그 차량을 기단속된 차량이라고 판단하여 그 차량에 대한 검출 동작을 중지하고, 다른 차량에 대한 검출동작을 수행하거나 또는 단속구역을 이동하여 다른 구역에 대한 차량검출 동작을 수행하게 된다(S100). When it is determined that the vehicle number can be recognized from the license plate area (Yes in S150), the vehicle detection unit 312 recognizes the vehicle number and determines whether the vehicle of the number is a previously intercepted vehicle (S180). As a result of the determination, if the number of the recognized vehicle is already in progress or matches the number of the vehicle for which the enforcement has been completed (Yes in S180), the vehicle detection unit 312 determines that the vehicle is a previously intercepted vehicle and the vehicle Stops the detection operation for , and performs the detection operation for another vehicle, or moves the intermittent zone to perform the vehicle detection operation for the other zone (S100).

다음으로, 본 발명의 시스템은 검출된 차량영역의 크기가 일정크기 이상이 아닐 경우에는(S130 아니오), 그 차량영역을 얼마나 확대하면 딥러닝 검출모델을 활용하여 차량영역을 검출할 수 있을지를 판단하게 되는데, 그 확대비율을 목표 확대비율이라고 한다. 목표 확대비율이 결정된 후에는, 결정된 목표 확대비율이 일정 크기 이하인지를 판단한다(S140).Next, if the size of the detected vehicle area is not larger than a certain size (No in S130), the system of the present invention determines how much the vehicle area can be enlarged to detect the vehicle area using the deep learning detection model. This magnification ratio is called the target magnification ratio. After the target magnification ratio is determined, it is determined whether the determined target magnification ratio is equal to or less than a predetermined size (S140).

목표 확대비율 이내에서 차량번호판 이미지를 확대하면 차량번호의 인식이 가능하다고 판단되는 경우(S140 예), 차량검출부(312)는 차량영역에 대하여 딥러닝 기반 초해상도 영상복원을 시행하여 차량영역의 이미지를 확대하고(S145), 확대된 이미지로부터 번호판영역을 검출하고, 번호판영역으로부터 차량번호를 인식하게 된다(S150).If the license plate image is enlarged within the target magnification ratio, if it is determined that the license plate image can be recognized (S140 Yes), the vehicle detection unit 312 performs deep learning-based super-resolution image restoration on the vehicle area to restore the image of the vehicle area. is enlarged (S145), the license plate area is detected from the enlarged image, and the vehicle number is recognized from the license plate area (S150).

영상 확대시, 일반적으로 3배를 초과하여 영상을 확대할 경우에는 초해상도 영상복원을 적용하더라도 정확한 인식이 어렵게 된다. 따라서 본 발명에 적용되는 목표 확대비율은 3배 이내가 되도록 한다. 이 경우, S140에서 차량영역을 확대하기 위한 목표 확대비율을 판단함에 있어서, 차량번호판의 크기가 가로 방향으로 150픽셀 정도 되어야 정확하게 인식이 가능할 경우, 검출된 번호판영역의 크기가 80픽셀이라면 목표 확대비율은 2가 되는데, 이 경우에는 영상을 2배로 확대하면 차량번호를 인식할 수 있게 된다. 반면, 검출된 번호판영역의 크기가 40픽셀이라면 목표 확대비율이 4가 되어야 하므로, 후자의 경우에는 차량번호 인식의 실효성이 없게 된다. 따라서 목표 확대비율은 차량번호를 인식할 수 있는지 여부를 판단하는 하나의 기준요소가 되는 것이다.When magnifying an image, in general, if the image is magnified by more than 3 times, accurate recognition is difficult even if super-resolution image restoration is applied. Therefore, the target magnification ratio applied to the present invention is set to be within 3 times. In this case, in determining the target magnification ratio for enlarging the vehicle area in S140, when the size of the license plate is about 150 pixels in the horizontal direction to be accurately recognized, if the size of the detected license plate area is 80 pixels, the target magnification ratio becomes 2, and in this case, the vehicle number can be recognized by magnifying the image twice. On the other hand, if the size of the detected license plate area is 40 pixels, the target magnification ratio should be 4, so in the latter case, the vehicle number recognition becomes ineffective. Therefore, the target magnification ratio becomes one reference factor for determining whether the vehicle number can be recognized.

차량영역에 대한 목표 확대비율이 일정 크기 이하인 것으로 판단할 경우(S140 예), 차량검출부(312)는 대상 차량영역에 대하여 딥러닝 기반 초해상도 영상복원을 시행하여 차량영역의 크기를 목표 확대비율 만큼 확대한 후(S145), 그 확대된 이미지로부터 번호판영역 검출 및 차량번호 인식이 가능한지를 판단하게 된다(S150). 그 결과, 차량번호 인식이 가능하다고 판단될 경우(S150 예), 차량검출부(312)는 차량번호를 인식한 후, 그 차량이 기단속된 차량인지 여부를 판단하게 된다(S180). 본 발명에 사용되는 ‘기단속된 차량’은 단속이 진행 중인 차량과 단속이 완료된 차량을 함께 포함하는 것이다.If it is determined that the target magnification ratio for the vehicle area is less than or equal to a certain size (S140 Yes), the vehicle detection unit 312 performs deep learning-based super-resolution image restoration on the target vehicle area to adjust the size of the vehicle area by the target magnification ratio. After the enlargement (S145), it is determined whether the license plate area detection and vehicle number recognition are possible from the enlarged image (S150). As a result, when it is determined that the vehicle number recognition is possible (S150 Yes), the vehicle detection unit 312 determines whether the vehicle is a previously intercepted vehicle after recognizing the vehicle number (S180). As used in the present invention, the term 'vehicle that has been cracked down' includes both a vehicle in progress and a vehicle in which the crackdown has been completed.

앞의 단계들을 거치면서 인식한 차량번호가 기단속된 차량의 번호와 일치하는 것으로 판단될 경우(S180 예), 차량검출부(312)는 해당 차량에 대한 검출동작을 중지하고, 다른 차량에 대한 검출동작을 수행하거나 또는 단속구역을 이동하여 타 단속구역에 대한 차량검출 동작을 수행하게 된다.(S100) If it is determined that the vehicle number recognized through the preceding steps matches the number of the previously intercepted vehicle (Yes in S180), the vehicle detection unit 312 stops the detection operation for the corresponding vehicle, and detects another vehicle The operation is performed or the control area is moved to perform the vehicle detection operation for the other control area (S100).

한편, 단계 S180에서 검출된 차량의 번호가 기단속된 차량의 번호와 일치하지 않는 것으로 판단될 경우(S180 아니오), 해당 차량은 신규 단속대상 차량이므로, 차량검출부(312)는 이 차량을 신규 단속대상 차량으로 판단하고, 이 차량에 관한 신규 차량영역 모델을 신규 단속대상 차량리스트에 추가한다(S190). 이렇게 추가된 신규 단속대상 차량에 대한 정보는 차량단속부(313)로 제공되며, 차량단속부(313)에 의해 해당 차량에 대한 단속절차가 수행된다. 신규 차량영역 모델은 신규 단속대상 차량이 위치하고 있는 단속구역의 번호, 차량의 위치값, 차량영역의 이미지 등을 포함하는 것이다.On the other hand, if it is determined that the number of the vehicle detected in step S180 does not match the number of the previously intercepted vehicle (No in S180), since the vehicle is a new control target vehicle, the vehicle detection unit 312 controls the new vehicle. It is determined as a target vehicle, and a new vehicle area model related to the vehicle is added to the new control target vehicle list (S190). The information on the newly added vehicle subject to enforcement is provided to the vehicle enforcement unit 313 , and the enforcement procedure for the corresponding vehicle is performed by the vehicle enforcement unit 313 . The new vehicle area model includes the number of the enforcement area in which the new enforcement target vehicle is located, the location value of the vehicle, and the image of the vehicle area.

다른 한편, 차량검출부(312)가 차량영역을 일정 크기까지 확대하여도 차량번호를 인식할 수 없다고 판단할 경우, 즉, 목표 확대비율이 일정 크기를 초과하는 것으로 판단될 경우(S140 아니오), 차량검출부(312)는 그 차량에 대한 번호인식 동작을 중지하고 차량영역의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하는 동작을 수행하게 된다(S160).On the other hand, if the vehicle detection unit 312 determines that the vehicle number cannot be recognized even if the vehicle area is enlarged to a predetermined size, that is, when it is determined that the target enlargement ratio exceeds the predetermined size (S140 No), the vehicle The detection unit 312 stops the operation of recognizing the number of the vehicle and performs an operation of calculating the structural similarity of the image of the vehicle area (S160).

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량검출부(312)는 광역 검지영상 중의 차량영역의 크기가 일정크기 이상이고 목표 확대비율이 일정크기 이하인 것으로 판단될 경우(S140 예)에는, 해당 차량영역에 대하여 딥러닝 기반 초해상도 영상복원을 시행하여 차량영역의 크기를 확대한 후, 차량번호를 정확하게 인식하기 위하여 해당 차량의 번호판영역 이미지에 대하여 명암비 제한 히스토그램 평활화(CLAHE) 처리를 수행한다. 히스토그램(Histogram)은 이미지의 밝기 분포(명암비)를 막대 그래프 형태로 표현한 것이며, 이것을 이용하면 이미지 전체의 밝기 분포와 채도(색의 밝고 어두움)를 알 수 있게 된다.As described above, the vehicle detection unit 312 of the present invention determines that the size of the vehicle area in the wide-area detection image is greater than or equal to a certain size and the target magnification ratio is less than or equal to a certain size (S140 Yes). After enlarging the size of the vehicle area by executing the running-based super-resolution image restoration, the histogram smoothing (CLAHE) process is performed on the license plate area image of the vehicle to accurately recognize the vehicle number. A histogram expresses the brightness distribution (contrast ratio) of an image in the form of a bar graph, and by using this, it is possible to know the brightness distribution and saturation (brightness and darkness of color) of the entire image.

본 발명은 차량의 번호판 이미지(번호판영역)에 대하여 명암비 제한 히스토그램 평활화(CLAHE; Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization. ‘이미지 히스토그램 평활화’ 또는 ‘이미지 히스토그램 균일화’라고도 함) 기법을 적용함으로써 차량번호 인식의 정확도를 높이도록 하고 있다. 명암비 제한 CLAHE 처리를 실시할 경우, 영상의 비정상 조도를 조절하여 번호인식의 정확도를 높일 수 있게 된다. 본 발명에서는 상기 ‘명암비 제한 히스토그램’을 ‘명도 히스토그램’이라는 명칭으로 칭하기로 한다.The present invention improves the accuracy of vehicle number recognition by applying the Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE; 'Image Histogram Equalization' or 'Image Histogram Equalization') technique to the license plate image (license plate area) of the vehicle. making it higher In case of performing CLAHE processing to limit the contrast ratio, it is possible to increase the accuracy of number recognition by adjusting the abnormal illuminance of the image. In the present invention, the 'contrast limit histogram' will be referred to as a 'brightness histogram'.

본 발명의 차량검출부(312)는 검출된 각 차량영역의 이미지에 대하여 명도 히스토그램을 산출한 후, 명도 히스토그램의 편향성이 임계치를 상회할 경우, 명도 평형성을 조정하는 조정부를 더 포함시켜서 차량번호를 보다 효과적으로 인식하게 된다.The vehicle detection unit 312 of the present invention calculates a brightness histogram for the detected image of each vehicle area, and then, when the bias of the brightness histogram exceeds a threshold, further includes an adjustment unit that adjusts brightness balance to see the vehicle number effectively recognized.

한편, 광역 검지영상의 확대 및 이미지 히스토그램 평활화(CLAHE) 처리를 수행한 후에도 차량번호의 인식이 불가한 경우에는(S150 아니오), 차량번호 인식을 위한 동작을 중지하고 해당 차량의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하는 동작을 수행하게 된다(S160).On the other hand, if the vehicle number is not recognized even after magnification of the wide area detection image and image histogram smoothing (CLAHE) processing (S150 No), the operation for vehicle number recognition is stopped and the structural similarity to the image of the vehicle An operation of calculating ? is performed (S160).

이미지의 구조적 유사도는 두 이미지가 어느 정도로 유사한지를 판단하기 위해 사용되는 것이며, 본 발명에서는 IoU(Intersection over Union)를 적용하여 차량영역간 이미지의 유사도를 판단하게 된다. 즉, 동일 단속구역에 대하여 직전 촬영된 광역 검지영상과 신규 촬영된 광역 검지영상에 포함되어 있는 동일 차량 또는 동일 위치의 이미지에 대하여 IoU를 산출하여, 두 이미지에 대한 구조적 유사도를 비교하게 된다.The structural similarity of images is used to determine how similar two images are, and in the present invention, IoU (Intersection over Union) is applied to determine the similarity of images between vehicle regions. That is, by calculating the IoU for the image of the same vehicle or the same location included in the wide area detection image and the newly photographed wide area detection image for the same intermittent zone, the structural similarity of the two images is compared.

본 발명에서는 목표 확대비율이 일정 크기를 초과하는 경우와 차량번호판이 가려져 있는 경우에는 차량번호 검출을 위한 동작을 수행하지 않는다. 즉, 차량번호판이 가려져 있어서 차량영역 이미지 중에서 번호판영역의 이미지를 검출하지 못하게 되어 있는 차량의 경우에도 차량검출부(312)는 차량번호의 검출을 위한 동작을 수행하지 않는다.In the present invention, when the target enlargement ratio exceeds a certain size and when the license plate is covered, the operation for detecting the license plate number is not performed. That is, even in the case of a vehicle in which the license plate region image cannot be detected from among the vehicle region images because the license plate is covered, the vehicle detection unit 312 does not perform an operation for detecting the license plate number.

위에서 설명한 바와 같은 이유로 차량번호를 인식하지 못하게 될 경우, 본 발명의 차량검출부(312)는 차량영역의 이미지를 형성하는 화소들간의 구조적 유사도를 분석하여 기 단속차량인지 여부를 판별하게 된다(S160, S170).When the vehicle number cannot be recognized for the reasons described above, the vehicle detection unit 312 of the present invention analyzes the structural similarity between pixels forming the image of the vehicle area to determine whether the vehicle is an intermittent vehicle (S160, S170).

도9는 시차를 두고 촬영한 광역 검지영상을 이용하여 차량 이미지의 구조적 유사도를 산출하는 사례를 보여주는 도면이다. 도면 중 좌측 사진은 직전에 촬영된 영상이고, 우측 사진은 신규 촬영된 영상이다.9 is a view showing an example of calculating the structural similarity of the vehicle image using a wide area detection image taken with a parallax. The picture on the left in the drawing is an image taken immediately before, and the picture on the right is a newly shot image.

이 도면에 있어서 파란색 직사각형으로 구획되어 있는 차량들의 경우에는 차량번호 인식이 가능한 것으로 판단되어 구조적 유사도 분석을 하지 않는다. 반면, 그 좌, 우측 사진의 상단부에 각각 초록색 직사각형으로 구획되어 있는 차량들의 경우에는 차량번호를 인식하지 못하는 차량으로 판단되는 경우이며, 이 경우, 본 발명은 아래 내용과 같은 단계를 수행하여, 해당 차량이 기단속 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지 판단하게 된다.In this drawing, in the case of vehicles partitioned by a blue rectangle, it is determined that license plate number recognition is possible, so structural similarity analysis is not performed. On the other hand, in the case of vehicles partitioned by a green rectangle at the upper end of the left and right photos, it is determined that the vehicle number is not recognized, and in this case, the present invention performs the steps as described below, It is determined whether the vehicle is a vehicle under speed control or a vehicle subject to new enforcement.

즉, 앞의 단계들(S130 및 S140)을 거치면서 차량번호 인식이 불가한 것으로 판단된 경우, 차량검출부(312)는 광역영상에 포함되어 있는 차량영역 이미지의 화소들 사이의 구조적 유사도를 분석하여 해당 객체가 기단속된 차량인지 여부를 판별하게 된다.That is, when it is determined that the vehicle number recognition is impossible through the preceding steps (S130 and S140), the vehicle detection unit 312 analyzes the structural similarity between the pixels of the vehicle area image included in the wide area image. It is determined whether the object is an air-controlled vehicle.

본 발명의 이미지 구조적 유사도 분석은 기검출된 차량영역(기존영역)과 새로 검출된 차량영역(신규영역) 사이의 IoU(Intersection over Union)를 산출하는 방법을 통해 이루어지며, 특히 두 차량영역의 명도값을 사용하여 IoU를 산출함으로써 두 영역의 구조적 유사도를 산출하게 된다. 참고로 IoU(Intersection over Union)는 얼마나 정확히 객체의 위치를 탐지했는지 판단하기 위해 사용되는 방법으로서, 2개의 그림 또는 사진이 서로 겹치는 정도를 산출하기 위한 것이다. IoU는 % 단위로 표현될 수 있으며, 동일 크기의 두 그림 또는 사진의 영역이 서로 2/3 겹칠 경우, IoU는 50%가 되게 된다.The image structural similarity analysis of the present invention is performed through a method of calculating IoU (Intersection over Union) between a previously detected vehicle area (existing area) and a newly detected vehicle area (new area), in particular, the brightness of two vehicle areas By calculating the IoU using the value, the structural similarity of the two regions is calculated. For reference, Intersection over Union (IoU) is a method used to determine how accurately the position of an object is detected, and it is to calculate the degree of overlap between two pictures or pictures. IoU can be expressed in % units, and when the areas of two pictures or photos of the same size overlap each other by 2/3, IoU becomes 50%.

차량영역에 대한 IoU 산출은 기존영역 즉, 이미 단속이 진행 중이거나 또는 단속이 완료된 차량영역과, 신규영역 즉, 새롭게 검출된 차량영역 사이의 IoU를 산출하는 것이며, 이 분석을 위해서는 기존영역의 이미지와 신규영역의 이미지를 사용하게 된다. 이들 이미지는 촬상부가 시차를 두고 전송한 2개의 광역 검지영상 중에서 해당 차량영역을 cropping한 이미지이다.The IoU calculation for the vehicle area is to calculate the IoU between the existing area, that is, the vehicle area where the enforcement is already in progress or the enforcement has been completed, and the new area, that is, the newly detected vehicle area. For this analysis, the image of the existing area is and the image of the new area will be used. These images are images obtained by cropping the corresponding vehicle area from among the two wide-area detection images transmitted by the imaging unit with a time difference.

본 발명에서는 위와 같이 cropping하여 취득한 차량영역의 이미지를 원본맵이라고 하며, 직전 촬영된 차량영역과 신규 촬영된 차량영역에 대한 원본맵, 즉 2개 원본맵을 추출한 후, 원본맵에서 이미지의 명도값을 별도로 추출하여 명도원본맵을 작성한다.In the present invention, the image of the vehicle area obtained by cropping as above is called the original map. Separately, create a brightness original map.

첨부된 도면 중 도10은 광역 검지영상 중에서 차량영역을 cropping한 원본맵의 예이며, 도11은 도10의 원본맵에 대하여 명도값을 추출하여 작성한 명도원본맵의 예를 보여주는 것이다.Of the accompanying drawings, FIG. 10 is an example of an original map in which a vehicle area is cropped from a wide-area detection image, and FIG. 11 is an example of an original brightness map prepared by extracting brightness values from the original map of FIG.

여기에서 원본맵을 그대로 사용하지 않고, 별도로 작성된 명도원본맵을 사용하여 IoU를 산출하는 이유는, 명도값을 바탕으로 작성된 원본맵을 사용하면 비교의 정확도가 높아지기 때문이다. 즉, 회전형 카메라로 촬영된 원본맵은 색조, 채도, 명도 등의 요소를 포함하여 이루어지는데, 특히, 외기에 노출되어 있는 차량의 경우, 날씨의 변화, 시간 경과 등에 따라 사진의 색조, 채도 등이 변화되기 쉽다. 따라서 색조나 채도 값을 중심으로 IoU를 산출할 경우, 차량영역에 대한 정확한 IoU 값을 획득하기 어려운 경우가 많다.Here, the reason why IoU is calculated by using the original brightness map prepared separately instead of using the original map as it is, is because the accuracy of comparison increases when the original map created based on the brightness value is used. That is, the original map taken with a rotating camera includes elements such as hue, saturation, and brightness. In particular, in the case of a vehicle exposed to the outside air, the color tone, saturation, etc. This is subject to change. Therefore, when calculating the IoU based on the hue or saturation value, it is often difficult to obtain an accurate IoU value for the vehicle area.

위와 같이 기존영역 및 신규영역에 대한 명도원본맵을 작성한 후에는 각 명도원본맵을 IoU 영역의 크기에 따른 패치로 분할한 후, 기존 및 신규영역에 있어서 서로 대응되는 각각의 패치를 포함하는 명도비교맵을 작성한다. After creating the original brightness map for the existing and new areas as above, each original brightness map is divided into patches according to the size of the IoU area, and then the brightness comparison including each patch corresponding to each other in the existing and new areas is compared. Create a map.

도12와 같은 형태로 작성되는 명도비교맵은 각각 동일한 수의 패치로 분할되어 있는 두 차량영역의 이미지에 있어서 서로 대응되는 위치에 있는 패치의 명도값을 비교하기 위한 것이다. 도12는 도11의 명도원본맵을 IoU 영역의 크기에 따른 패치로 분할하여 작성한 명도비교맵의 예를 보여주는 것이다. 참고로 도10 내지 도12에 예시되어 있는 원본맵, 명도원본맵 또는 명도비교맵은 이미지의 구조적 유사도 산출방법을 설명하기 위한 참고용 도면으로서, 그 좌우의 이미지가 동일한 것을 사용하였으나, 동일 위치에 다른 차량이 진입하여 직전 촬영된 사진에 포함되어 있던 차량영역의 이미지와 신규 촬영된 사진에 포함되어 있는 차량영역의 이미지가 서로 다를 경우에는, 원본맵, 명도원본맵 및 명도비교맵의 좌측과 우측의 이미지가 서로 상이하게 된다. The brightness comparison map prepared in the form shown in FIG. 12 is for comparing the brightness values of patches located at corresponding positions in the images of two vehicle regions divided into the same number of patches, respectively. 12 shows an example of a brightness comparison map created by dividing the original brightness map of FIG. 11 into patches according to the size of the IoU area. For reference, the original map, the original brightness map, or the brightness comparison map illustrated in FIGS. 10 to 12 are diagrams for reference for explaining the method of calculating the structural similarity of images. When another vehicle enters and the image of the vehicle area included in the picture taken immediately before is different from the image of the vehicle area included in the newly taken picture, the left and right sides of the original map, the original brightness map, and the brightness comparison map images are different from each other.

한편, 비교되는 두 차량영역의 명도비교맵에 있어서 분할되어 있는 각 패치별 평균명도값을 산출한 후, 산출된 평균명도값을 해당 패치의 대표명도값으로 설정하게 된다. 따라서 분할되는 패치의 크기가 작아질수록, 두 차량영역의 명도원본맵에 대한 IoU가 정확하게 산출될 수 있다. 본 발명에 있어서, 대표명도값과 평균명도값은 실제로는 동일한 값이며, 대표명도값은 두 차량영역의 명도원본맵에 대한 IoU 산출시 사용되는 명도의 비교값이 되는 것이다. Meanwhile, after calculating the average brightness value for each patch divided in the brightness comparison map of the two vehicle regions to be compared, the calculated average brightness value is set as the representative brightness value of the corresponding patch. Therefore, as the size of the divided patch decreases, IoU for the original brightness map of the two vehicle regions can be accurately calculated. In the present invention, the representative brightness value and the average brightness value are actually the same value, and the representative brightness value is a comparison value of brightness used in calculating the IoU for the original brightness map of the two vehicle areas.

위와 같이 기존영역 및 신규영역의 각 패치별 대표명도값이 산출된 후에는 각 패치별 명도대표값의 공분산 및 표준편차를 산출하고, 공분산을 표준편차로 나눈 상관계수를 산출하여 이미지의 구조적 유사도를 산출하게 된다.After the representative brightness values for each patch in the existing and new areas are calculated as above, the covariance and standard deviation of the representative brightness values for each patch are calculated, and the correlation coefficient obtained by dividing the covariance by the standard deviation is calculated to determine the structural similarity of the image. will yield

본 발명의 시스템을 이용하여 단속구역 전체를 스캔하기 위해 소요되는 시간은 단속구역의 범위에 따라 상이할 수 있지만, 대략 수분 정도의 시간이 소요된다. 한편, 단속구역의 스캔 시점이 새벽이나 저녁 등과 같이 햇빛의 조사량과 방향이 급격히 변하는 시간대일 경우에는 짧은 시간차를 두고 동일 차량을 촬영하더라도 차량의 색상톤이 변하게 된다. 반면, 시간차 또는 색상톤의 변화에도 불구하고 차량영역 전체의 명도값 평균 대비 분할된 각 패치들의 명도값 차이는 계속 유지되게 된다.The time required to scan the entire enforcement zone using the system of the present invention may vary depending on the range of the enforcement zone, but takes about several minutes. On the other hand, when the scanning time of the enforcement zone is a time period in which the amount and direction of sunlight are rapidly changed, such as dawn or evening, the color tone of the vehicle changes even if the same vehicle is photographed with a short time difference. On the other hand, despite the time difference or color tone change, the difference in the brightness values of each of the divided patches compared to the average brightness values of the entire vehicle region is maintained.

본 발명은 동일 차량에서는 각 패치간의 명도값 차이가 동일하게 유지되는 점을 이용하여, 직전 촬영된 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역(기존영역)의 명도값 패턴과 신규 촬영된 영상에 포함되어 있는 차량영역(신규영역)의 명도값 패턴이 얼마나 유사한지, 즉 이미지의 구조적 유사도를 산출하여 두 차량영역이 동일 차량에 대한 것인지 여부를 판단하게 된다.The present invention is included in the brightness value pattern of the vehicle area (existing area) included in the wide-area detection image taken immediately before and the newly captured image by using the point that the difference in brightness value between patches is maintained the same in the same vehicle. How similar the brightness value patterns of the existing vehicle area (new area) are, that is, the structural similarity of images is calculated to determine whether the two vehicle areas relate to the same vehicle.

차량 이미지의 구조적 유사도를 산출하는 사례를 보여주기 위한 도면인 도9에 있어서, 좌측 1번 차량과 우측 2번 차량은 차량번호 인식이 가능한 차량이면서 차량번호가 동일한 차량으로 판단되어 매칭이 완료된 것이고, 좌측 3번 차량과 우측 3번 차량 역시 차량번호 인식이 가능하고 차량번호가 동일한 차량으로 판단되어 매칭이 완료된 것이다. 본 발명에서는 차량번호 인식이 가능한 이들 차량에 대하여는 이미지의 유사도를 산출하지 않는다.In Fig. 9, which is a drawing to show an example of calculating the structural similarity of the vehicle image, the left vehicle number 1 and the right vehicle number 2 are vehicles capable of recognizing a vehicle number, and matching is completed because it is determined that the vehicle number is the same, Vehicle number 3 on the left and vehicle number 3 on the right can also be recognized, and the vehicle number is determined to be the same vehicle, so matching is completed. In the present invention, image similarity is not calculated for these vehicles capable of recognizing license plates.

반면, 도9의 차량 중 번호를 인식하지 못한 차량(좌측의 4, 2, 5번 차량 및 우측의 5, 1, 4, 6번 차량)의 경우에는 차량 이미지의 구조적 유사도를 산출하게 되는데, 이들 차량 중에서 좌측 2번 차량과 우측 4번 차량, 좌측 4번 차량과 우측 1번 차량, 좌측 5번 차량과 우측 6번 차량은 이미지의 구조적 유사도가 임계치 이상이어서 동일 차량으로 판단되는 경우이며, 우측 5번 차량은 좌측 사진 중에 대비할만한 차량이 없어 새로운 차량으로 판단되는 경우이다. On the other hand, in the case of a vehicle whose number is not recognized among the vehicles of FIG. 9 (cars 4, 2 and 5 on the left and vehicles 5, 1, 4, and 6 on the right), the structural similarity of the vehicle image is calculated. Among vehicles, left vehicle 2 and right vehicle 4, left vehicle 4 and right vehicle 1, left vehicle 5 and right vehicle 6 are determined to be the same vehicle because the structural similarity of images is greater than or equal to the threshold, and 5 on the right Vehicle No. is a case in which there is no vehicle to prepare for in the photo on the left, so it is judged to be a new vehicle.

즉, 본 발명은 이미지의 구조적 유사도가 임계치(Threshold value)를 초과할 경우에는 기단속 차량으로 판단하고, 임계치 이하일 경우에는 신규 단속대상 차량으로 판단하게 된다.That is, in the present invention, when the structural similarity of the image exceeds a threshold value, the vehicle is determined as an air raid vehicle, and when the structural similarity of the image exceeds the threshold value, it is determined as a new enforcement target vehicle.

도13은 본 발명의 시스템이 기존영역과 신규영역에 대한 명도값 패턴의 유사도를 산출한 후, 그 결과를 광역 검지영상의 화면에 나타낸 사례를 보여주는 것이다. 13 is a diagram showing a case in which the system of the present invention calculates the similarity of the brightness value pattern for the existing area and the new area, and then displays the result on the screen of the wide area detection image.

예를 들어, 도13에 빨간색 사각형으로 구획된 차량영역은 신규 차량으로 판별된 것이고, 주황색 사각형으로 구획된 차량영역은 단속 진행 중인 차량으로 판별된 것이며, 파란색 사각형으로 구획된 차량영역은 단속 완료된 차량으로 판별된 것임을 나타내는 것일 수 있다. 즉, 위 화면에서 주황색 및 파란색으로 구획되어 있는 차량영역은 기단속된 차량으로 판별된 차량에 해당되는 것이며, 해당 차량에 대한 단속상태에 따라 단속 진행 중 또는 단속 완료로 구분할 수 있도록 서로 다른 색으로 표시한 예이다.For example, in FIG. 13 , a vehicle area partitioned by a red square is determined as a new vehicle, a vehicle area partitioned by an orange square is determined as a vehicle in progress, and a vehicle area partitioned by a blue square is a vehicle that has been intercepted. It may indicate that it is determined as . In other words, the vehicle area partitioned in orange and blue in the above screen corresponds to the vehicle that has been identified as a previously intercepted vehicle, and is displayed in different colors so that the vehicle can be classified as either in progress or completed according to the enforcement status of the vehicle. example shown.

본 발명에서는 앞의 단계(S160, 170)를 거치면서 기존영역(기존 차량영역)과 신규영역(신규 차량영역)에 대한 유사도를 산출한 결과, 산출된 유사도가 설정된 임계치를 초과할 경우에는(S170 아니오), 신규영역을 포함하고 있는 차량을 기단속 차량 즉, 단속 진행 중이거나 단속이 완료된 차량으로 분류하고, 신규 차량영역의 이미지를 사용하여 기존 차량영역의 모델을 업데이트시킨다(S175). 즉, 본 발명의 차량검출부(312)는 이미지의 유사도 산출에 사용된 신규 차량영역이 기단속 차량에 대한 것으로 판단될 경우, 기존영역의 이미지를 신규영역의 이미지로 업데이트하여, 해당 차량의 차량영역의 이미지가 가장 최근 시점에 촬영된 것으로 업데이트되도록 한다(S175).In the present invention, as a result of calculating the similarity between the existing area (existing vehicle area) and the new area (new vehicle area) through the preceding steps (S160 and 170), when the calculated similarity exceeds a set threshold (S170) No), the vehicle including the new area is classified as a pre-enforcement vehicle, that is, a vehicle in progress or for which the control has been completed, and the model of the existing vehicle area is updated using the image of the new vehicle area (S175). That is, when it is determined that the new vehicle area used for calculating the similarity of the image is for the vehicle under control, the vehicle detection unit 312 of the present invention updates the image of the existing area with the image of the new area, and the vehicle area of the corresponding vehicle. to update the image taken at the most recent point in time (S175).

반면, 이미지의 구조적 유사도를 산출한 결과, 유사도가 임계치 이하일 경우에는(S170 예), 그 차량영역을 포함하고 있는 차량은 신규 단속대상 차량으로 분류된다. 이 경우에는 동일 위치에 다른 차량이 진입해 있는 경우이므로, 차량검출부(312)는 이 차량을 신규 차량영역 모델에 추가하도록 한 다음(S190), 추가된 신규 차량영역 모델의 정보를 차량단속부(313)에 제공하여, 차량단속부(313)가 위반차량 단속을 위한 동작을 수행하도록 한다(S200). 또한, 이와같이 신규영역이 신규 단속대상 차량으로 검출된 경우에는, 단속정보저장부(315)에 저장되어 있던 기존 차량영역의 이미지를 포함한 기존 차량영역 모델에 대하여는, 일정시간 경과 후 차량단속부(313)가 그 차량의 위치로 회전형 카메라를 이동시켜서 해당 차량이 존재하지 않음을 재차 확인한 후에, 기존 차량에 대한 차량영역 모델 관련정보를 단속정보저장부(315)에서 삭제하도록 한다.On the other hand, as a result of calculating the structural similarity of the image, if the similarity is less than or equal to the threshold (Yes in S170), the vehicle including the vehicle area is classified as a new enforcement target vehicle. In this case, since another vehicle is entering the same location, the vehicle detection unit 312 adds this vehicle to the new vehicle area model (S190), and then transfers the information of the added new vehicle area model to the vehicle enforcement unit ( 313), so that the vehicle enforcement unit 313 performs an operation for cracking down on the offending vehicle (S200). In addition, when the new area is detected as a new enforcement target vehicle as described above, the vehicle enforcement unit 313 after a certain time has elapsed for the existing vehicle area model including the image of the existing vehicle area stored in the enforcement information storage unit 315 . ) moves the rotary camera to the location of the vehicle to confirm that the vehicle does not exist, and then deletes the vehicle area model related information for the existing vehicle from the enforcement information storage unit 315 .

한편, 차량검출부(312)가 신규 단속대상 차량에 대한 정보 즉 신규 차량영역 모델의 정보를 차량단속부(313)로 제공하면, 차량단속부(313)는 카메라원격제어부(311)를 통해 현장부의 촬상부(110)를 제어하여 회전형 카메라를 해당 차량의 위치로 이동하도록 하여 차량영역 및 번호판영역의 이미지 등을 포함하는 단속정보 관련 사진 및 줌배율이 다른 복수의 정황사진을 촬영하도록 하고, 촬상부(110)로부터 전송받은 위 사진들을 포함하는 단속정보를 단속정보저장부(315)에 저장하도록 한다.On the other hand, when the vehicle detection unit 312 provides information on the new vehicle to be cracked down, that is, information on the new vehicle area model to the vehicle enforcement unit 313 , the vehicle enforcement unit 313 controls the field through the camera remote control unit 311 . Control the imaging unit 110 to move the rotating camera to the location of the vehicle to take pictures related to enforcement information including images of the vehicle area and license plate area, and a plurality of circumstantial pictures with different zoom magnifications, The enforcement information including the above photos received from the unit 110 is stored in the enforcement information storage unit 315 .

본 발명은 주정차 위반차량을 신속하고 효율적으로 검출하기 위하여 도출된 기술에 관한 것이며, 따라서 위반차량으로 검출된 차량에 대하여 수행되는 단속동작의 내용에 대한 상세한 설명은 생략한다.The present invention relates to a technique derived for quickly and efficiently detecting a parking and stopping violation vehicle, and therefore a detailed description of the details of the enforcement action performed on the vehicle detected as a violation vehicle will be omitted.

본 발명에서 이루어지는 위반차량 검출을 위한 동작 중 대부분은 차량검출부(312)에 의해 수행된다. 즉, 본 발명의 차량검출부(312)는 단속구역에 진입해 있는 객체의 이미지를 촬상부(110)가 촬영하여 차량검출부(312)로 전송한 광역 검지영상 중의 객체가 차량에 대한 것인지 여부를 판별하고, 그 객체가 차량일 경우에는 해당 차량의 번호판이 포함되어 있는 차량영역의 이미지를 확보하며, 차량영역의 이미지에 대한 딥러닝 검출모델을 적용하여 해당 차량이 기단속 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 검출하게 된다.Most of the operations for detecting a violation vehicle in the present invention are performed by the vehicle detection unit 312 . That is, the vehicle detection unit 312 of the present invention determines whether the object in the wide area detection image transmitted to the vehicle detection unit 312 by photographing the image of the object entering the enforcement zone by the imaging unit 110 is for the vehicle. And, if the object is a vehicle, an image of the vehicle area including the license plate of the vehicle is obtained, and a deep learning detection model is applied to the image of the vehicle area to determine whether the vehicle is an air raid vehicle or a new vehicle subject to enforcement cognition is detected.

차량검출부(312)는 광역 검지영상에 객체가 포함되어 있지만, 그 크기가 매우 작아서 객체를 검출하지 못할 경우에는, 영상의 상단부에 대한 중첩분할을 실시하고, 분할된 영상에 대하여 딥러닝 검출모델을 적용하여 그 객체가 차량영역의 이미지인지를 검출하게 된다.The vehicle detection unit 312 includes an object in the wide-area detection image, but when it cannot detect the object because the size is very small, it performs overlapping division on the upper part of the image, and a deep learning detection model for the divided image. It is applied to detect whether the object is an image of the vehicle area.

위 단계를 거친 결과, 해당 객체가 위반차량에 대한 것으로 판단될 경우, 본 발명은 차량의 번호를 인식하기 위하여 아래와 같은 동작을 수행하게 된다.As a result of the above steps, if it is determined that the object is for the offending vehicle, the present invention performs the following operation to recognize the vehicle number.

먼저, 본 발명의 시스템에서 수행되는 차량번호 인식을 위한 단계는 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상인지 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 서로 다른 내용의 단계가 수행되게 된다. First, the step for recognizing the vehicle number performed in the system of the present invention is to determine whether the size of the vehicle area included in the wide-area detection image is greater than or equal to a certain size, and steps of different contents are performed according to the result. .

다음으로, 광역 검지영상에 포함되어 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상일 경우에는 그 차량영역의 이미지를 확대하지 않고 바로 차량번호 인식이 가능한지 여부를 판단하고, 차량번호 인식이 가능할 경우에는 인식된 차량번호를 사용하여 그 차량이 기단속 차량인지 여부를 판단하며, 차량번호가 기단속 차량과 일치할 경우에는 그 차량에 대한 추가적인 검출동작을 중지하고, 다른 차량에 대한 검출동작을 수행하거나 또는 회전형 카메라를 타 단속구역으로 이동하여 그 구역에 대한 검출동작을 수행하게 된다.Next, if the size of the vehicle area included in the wide area detection image is over a certain size, it is determined whether the vehicle number recognition is possible without enlarging the image of the vehicle area, and if the vehicle number recognition is possible, the recognized vehicle Using the number, it is determined whether the vehicle is a previously-controlled vehicle, and if the vehicle number matches the previously-controlled vehicle, the additional detection operation for the vehicle is stopped, and the detection operation for another vehicle is performed or a rotary type The camera is moved to another intermittent area and the detection operation is performed for that area.

한편, 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 차량영역의 크기가 일정 크기 이상임에도 불구하고 차량번호 인식이 불가한 경우에는, 차량번호 인식을 하지 않고, 그 대신 해당 차량영역(신규 차량영역)과 직전에 촬영된 차량영역(기존 차량영역)에 대한 이미지의 구조적 유사도를 산출하고, 산출된 이미지 유사도 값에 따라 두 이미지가 동일 차량에 대한 것인지 여부를 판단한다. 산출된 이미지의 유사도가 설정된 임계치를 초과하면, 두 차량영역이 동일 차량에 대한 것이라고 판단하고, 임계치 이하일 경우에는 서로 다른 차량에 대한 것으로 판단한다.On the other hand, if the vehicle number is not recognized even though the size of the vehicle area included in the wide area detection image is over a certain size, the vehicle number is not recognized, and instead, the vehicle area (new vehicle area) and immediately before the recognition are taken. Structural similarity of the images to the converted vehicle area (existing vehicle area) is calculated, and it is determined whether the two images are of the same vehicle according to the calculated image similarity value. If the similarity of the calculated images exceeds a set threshold, it is determined that the two vehicle areas relate to the same vehicle.

앞의 판단 결과, 기존 차량영역과 신규 차량영역이 동일 차량에 대한 것이라고 판단되면 그 차량을 기단속 차량으로 판단하고, 기존 차량영역과 신규 차량영역이 서로 다른 차량에 대한 것이라고 판단될 경우에는 그 차량을 신규 단속대상 차량으로 판단하여 차량단속부(313)로 하여금 그 차량에 대하여 단속절차를 수행하도록 한다.As a result of the previous determination, if it is determined that the existing vehicle area and the new vehicle area relate to the same vehicle, the vehicle is determined as an air-control vehicle, and if it is determined that the existing vehicle area and the new vehicle area relate to different vehicles, the vehicle is determined as a new vehicle to be cracked down, and the vehicle enforcement unit 313 performs a crackdown procedure on the vehicle.

한편, 앞에서는 도1을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명한 바 있는데, 본 발명의 구성 중 관리서버(310)에는 하나 이상의 디스플레이부(316)가 포함될 수 있다. 본 발명에 구비되는 디스플레이부(316)는 도4, 13과 같은 광역 검지영상이 표출되도록 구성하거나, 도8, 9, 14 및 15와 같이 기존 및 신규 차량영역의 영상 및 두 영역에 대한 이미지의 구조적 유사도 산출결과 등과 같은 차량검출부(312)가 수행하는 차량검출 관련상황을 시각적으로 표출하도록 구성할 수도 있다.Meanwhile, the configuration of the present invention has been described above with reference to FIG. 1 . Among the configurations of the present invention, the management server 310 may include one or more display units 316 . The display unit 316 provided in the present invention is configured to display wide-area detection images as shown in FIGS. 4 and 13, or images of existing and new vehicle regions and images of both regions as shown in FIGS. 8, 9, 14 and 15. It may be configured to visually express a vehicle detection related situation performed by the vehicle detection unit 312, such as a structural similarity calculation result.

도14 및 15는 본 발명의 시스템을 통하여 차량번호 인식 및 차량영역 이미지의 구조적 유사도 산출을 수행한 결과를 디스플레이부를 통해 시각적으로 보여주는 사례이다. 본 발명의 디스플레이부는 상황실부에 구비될 수 있는 수단이며, 그 영상을 통해 차량검출 결과를 시각적으로 보여 줄 수 있다.14 and 15 are examples of visually showing the results of vehicle number recognition and structural similarity calculation of vehicle area images through the system of the present invention through the display unit. The display unit of the present invention is a means that can be provided in the situation room, and can visually show the vehicle detection result through the image.

도14의 경우, 상단 좌우에는 각각 직전 촬영된 광역 검지영상과 신규 촬영된 광역 검지영상이 나타나 있으며, 각 영상 중에는 차량영역이 검출된 부분이 사각형으로 구획되어 있다. 도14의 중간에 좌우로 길게 형성되어 있는 표는 상단 좌, 우측의 영상에서 서로 대응되는 차량영역(‘매칭대상 차량영역’이라고 함)을 검출한 후, 전체 매칭대상 차량영역에 대하여 수행한 검출결과를 구체적인 문자 또는 수치로 나타낸 것이다. 도14의 하단 좌우측에는 각 매칭대상 차량영역을 패치분할한 명도비교맵이 나타나 있고, 이들 명도비교맵의 안쪽 중심부에는 각 차량영역에 대하여 패치별 대표명도값을 사용하여 작성한 명도구조맵이 나타나 있다. 도14 하단 양측의 차량영역 패치분할 명도비교맵 및 그 내부에 나타나 있는 명도구조맵은 선택된 특정 매칭대상 차량에 대한 결과값을 보여주는 것이며, 중단의 표에는 그 선택된 매칭대상 차량영역이 표시되어 있다.In the case of FIG. 14, the wide area detection image and the newly photographed wide area detection image are shown on the upper left and right, respectively, and a portion in which the vehicle area is detected is divided into a rectangle in each image. In the table formed long left and right in the middle of FIG. 14, after detecting vehicle areas (referred to as 'matching target vehicle areas') corresponding to each other in the upper left and right images, detection performed on the entire matching target vehicle area The results are expressed in specific characters or numerical values. In the lower left and right of FIG. 14, a brightness comparison map obtained by dividing each matching target vehicle area by patch is shown, and in the inner center of these brightness comparison maps, a brightness structure map created using the representative brightness values for each vehicle area for each vehicle area is shown. . The vehicle area patch division brightness comparison map on both sides of FIG. 14 and the brightness structure map displayed therein show the result values for the selected specific matching target vehicle, and the selected matching target vehicle area is displayed in the table at the middle.

도14에 있어서, 파란색 직사각형으로 구획된 차량영역은 광역 검지영상에서 바로 차량번호의 인식이 가능하거나 또는 광역 검지영상의 이미지를 확대시켜서 차량번호 인식이 가능한 차량에 대한 것이고, 초록색 직사각형으로 구획된 차량영역은 광역 검지영상 자체 및 확대된 광역 검지영상의 이미지를 확대한 후에도 차량번호 인식이 불가하여, 이미지의 구조적 유사도 산출 등의 추가적인 단계를 수행하여야 하는 경우이다.In Figure 14, the vehicle area partitioned by the blue rectangle is for a vehicle that can recognize the vehicle number directly from the wide area detection image or by enlarging the image of the wide area detection image to recognize the vehicle number, and the vehicle divided by the green rectangle The area is a case in which the vehicle number recognition is not possible even after magnifying the wide area detection image itself and the image of the enlarged wide area detection image, and additional steps such as calculating the structural similarity of the image must be performed.

도14에 있어서, 시스템이 검출한 차량영역은 좌측의 경우 4개, 우측의 경우 5개이다. 또한, 검출된 상기 차량영역 중에서 매칭대상 차량영역은 각각 좌측 1번 차량과 우측 2번 차량, 좌측 3번 차량과 우측 1번 차량, 좌측 4번 차량과 우측 5번 차량, 좌측 2번 차량과 우측 3번 차량에 대한 것이고, 우측 4번 차량의 경우에는 좌측에 대응되는 차량이 없어서 매칭대상이 없는 경우이다.In Fig. 14, the vehicle areas detected by the system are 4 in the case of the left and 5 in the case of the right. Also, among the detected vehicle areas, matching target vehicle areas are, respectively, the first vehicle on the left and the second vehicle on the right, the third vehicle on the left and the first vehicle on the right, the fourth vehicle on the left and the fifth vehicle on the right, and the second vehicle on the left and the right vehicle on the right, respectively. This is for vehicle 3, and in the case of vehicle 4 on the right, there is no matching target because there is no vehicle corresponding to the left.

도14에 있어서, 좌측 1번 차량과 우측 2번 차량은 차량영역의 크기가 일정 크기 이상이고 차량번호 역시 인식할 수 있는 상태여서 광역 검지영상에서 바로 차량번호를 인식한 경우이고, 동시에 인식된 차량번호가 동일하여. 두 차량영역이 동일 차량에 대한 것으로 검출되어 매칭이 완료된 경우이다. 이 차량의 경우에는 기단속 차량에 해당되므로, 차량검출부(312)는 이 차량에 대한 추가적인 검출동작을 수행하지 않는다.In FIG. 14, the vehicle number 1 on the left and vehicle number 2 on the right side have a vehicle area larger than a certain size and the vehicle number can also be recognized. because the number is the same. This is a case where two vehicle areas are detected as being for the same vehicle and matching is completed. In the case of this vehicle, since it corresponds to an air raid vehicle, the vehicle detection unit 312 does not perform an additional detection operation for the vehicle.

도14 중 좌측 3번 차량과 우측 1번 차량, 및 좌측 4번 차량과 우측 5번 차량의 경우에는 광역 검지영상으로부터 차량번호를 인식하기 어려운 경우로 판단하여, 두 차량영역 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출한 사례이며, 이 사례에서는 대응되는 차량영역에 대하여 산출한 이미지의 구조적 유사도가 각각 임계치 이상이 되어, 매칭대상 차량이 동일 차량으로 판단하고 매칭이 완료된 경우이다. 이 차량들의 경우에도 기단속 차량에 해당되므로, 차량검출부(312)는 이 차량들에 대한 추가적인 검출동작을 수행하지 않으며, 차량단속부(313)가 이들 차량에 대하여 필요한 단속 동작을 수행하게 된다.In Fig. 14, in the case of the 3rd vehicle on the left and the 1st on the right vehicle, and the 4th vehicle on the left and the 5th vehicle on the right side, it was determined that it was difficult to recognize the license plate number from the wide area detection image, and the structural similarity of the two vehicle area images was obtained. This is a calculated case, and in this case, the structural similarity of the images calculated for the corresponding vehicle area is equal to or greater than the threshold, so that the matching target vehicle is determined to be the same vehicle and matching is completed. In the case of these vehicles as well, since they correspond to pre-registration vehicles, the vehicle detection unit 312 does not perform an additional detection operation for these vehicles, and the vehicle enforcement unit 313 performs a necessary interception operation on these vehicles.

한편, 도14의 좌측 2번 차량과 우측 3번 차량은 동일 위치에 있고, 외관도 유사한 것으로 추정되지만, 실제로는 다른 차량에 해당되는 경우이며, 도14 하단의 좌우 양측에 각각 나타나 있는 차량영역 명도비교맵과 명도구조맵은 이들 차량에 대한 것이다. 이들 차량은 광역 검지영상으로부터 차량번호 인식이 불가하여 차량영역에 대한 이미지의 구조적 유사도를 산출하게 된 경우이다. 이 경우에는 차량검출부(312)에 의해 산출된 이미지의 유사도가 임계치(예; 50%) 미만이어서 매칭되는 차량이 없는 것으로 판단하고, 우측 3번 차량을 신규 단속대상 차량으로 판별하여, 차량단속부(313)가 신규 차량에 대한 단속동작을 수행하도록 한다. 도14의 하단에 중앙의 좌, 우측 차량의 차량영역에 대한 명도구조맵 역시 두 차량영역의 형태에 상당한 차이가 있음을 나타낸다. 이들 차량영역의 경우 이미지의 유사도가 임계치 이하이므로, 두 차량에 대한 매칭이 실패된 경우이고, 그 결과 우측 3번 차량은 신규 단속대상 차량으로 판별되게 된다.On the other hand, although it is assumed that the second vehicle on the left and the third vehicle on the right are in the same location and have similar appearances in FIG. 14, they are actually different vehicles, and the vehicle area brightness shown on the left and right sides at the bottom of FIG. 14, respectively The comparison map and the brightness structure map are for these vehicles. This is a case in which the structural similarity of the image for the vehicle area is calculated because the vehicle number cannot be recognized from the wide-area detection image for these vehicles. In this case, it is determined that there is no matching vehicle because the similarity of the image calculated by the vehicle detection unit 312 is less than a threshold (eg, 50%), and the third vehicle on the right is determined as a new enforcement target vehicle, and the vehicle enforcement unit (313) to perform the intermittent operation for the new vehicle. The brightness structure map for the vehicle areas of the left and right vehicles in the center at the bottom of FIG. 14 also shows that there is a significant difference in the shape of the two vehicle areas. In the case of these vehicle areas, since the similarity of the images is less than or equal to the threshold, matching between the two vehicles is unsuccessful.

또한, 도14 중 우측 4번 차량의 경우에는 직전 광역 검지영상(좌측 사진)에는 없었던 차량이므로, 차량검출부(312)는 우측 4번 차량과는 매칭되는 차량이 없는 것으로 판단하여, 구조적 유사도 분석을 하지 않고, 바로 신규 단속차량으로 판별하여, 차량단속부에 단속관련 정보를 제공하게 된다. In addition, in the case of vehicle No. 4 on the right in FIG. 14, since it is a vehicle that was not in the previous wide area detection image (photo on the left), the vehicle detection unit 312 determines that there is no vehicle matching the vehicle No. 4 on the right, and analyzes the structural similarity. Instead, it is immediately determined as a new enforcement vehicle, and information related to enforcement is provided to the vehicle enforcement unit.

본 발명의 경우, 위반차량을 검출함에 있어서, 기존영역 및 신규영역 중에 동일 차량이 존재하는 것으로 추정되고 위치 이동도 없는 것으로 보이더라도, 후에 진입한 다른 차량에 의해 차량의 번호판을 가려져서 차량영역을 검출할 수 없게 되는 경우에는, 해당 차량에 대한 추가적인 검출동작을 수행할 수 없게 된다. 이 경우 차량단속부(313)는 해당 차량에 대한 단속을 중지하게 되며, 이후 스캔과정에서 번호판을 가린 차량이 이동하여 번호판이 검출될 경우, 신규 단속대상 차량으로 판별하여 신규 단속동작을 수행하게 된다.In the case of the present invention, in detecting the offending vehicle, even if it is estimated that the same vehicle exists in the existing area and the new area and there appears to be no position movement, the vehicle area is detected by covering the license plate of the vehicle by another vehicle entering later. If this is not possible, an additional detection operation for the corresponding vehicle cannot be performed. In this case, the vehicle enforcement unit 313 stops the crackdown on the vehicle, and when the vehicle covering the license plate moves and the license plate is detected in the subsequent scanning process, it is determined as a new enforcement target vehicle and a new enforcement operation is performed. .

본 발명에서는 광역 검지영상으로 촬영된 차량이 너무 먼 거리에 있어서 차량영역의 이미지가 매우 작게 나타나는 차량에 대하여는 앞에서 설명한 바 있는 상단부 중첩 분할과, 초해상도 영상복원을 이용한 이미지 확대 및 명도비교맵을 통한 이미지 구조적 유사도 분석 등을 적용하여, 광역 검지영상에서는 구분할 수 없었던 영역에 대한 이미지의 유사도를 산출할 수 있으며, 그 산출결과에 따라 두 차량이 동일 차량에 대한 것이지 또는 신규 차량에 대한 것인지를 검출할 수 있게 된다.In the present invention, for the vehicle in which the image of the vehicle area appears very small because the vehicle photographed with the wide-area detection image is too far away, the image enlargement and brightness comparison map using the super-resolution image restoration and the overlapping division of the upper part as described above. By applying the image structural similarity analysis, etc., it is possible to calculate the similarity of the image for the area that could not be distinguished in the wide-area detection image, and depending on the calculation result, it is possible to detect whether the two vehicles are for the same vehicle or a new vehicle. be able to

한편, 도15는 도14의 경우와는 달리, 이미지의 구조적 유사도가 임계치를 초과하여 동일 차량이라고 판단되는 차량에 대한 검출결과를 보여주는 사례에 대한 것이다. Meanwhile, unlike the case of FIG. 14 , FIG. 15 is a case in which the detection result of a vehicle determined to be the same vehicle as the structural similarity of the image exceeds a threshold value.

도15에 있어서도 회전형 카메라로부터 근거리에 있는 1쌍의 대응되는 차량(좌측 2번 차량과 우측 1번 차량)의 경우에는 검출된 차량영역의 크기가 일정 크기 이상이어서 광역 검지영상에서 바로 차량번호 인식이 가능한 차량으로서 매칭이 완료된 상태이다. Also in FIG. 15, in the case of a pair of corresponding vehicles (left vehicle No. 2 and right vehicle No. 1) that are close to the rotating camera, the detected vehicle area is larger than a certain size, so the vehicle number is recognized directly from the wide area detection image. As a vehicle capable of this, matching is completed.

반면, 좌측 1, 4, 3번 차량과 우측 3, 4, 2번 차량의 경우에는 광역 검지영상에서 바로 차량번호 인식이 불가한 차량인 것으로 판단된 경우이며, 이 경우에는 차량영역에 대한 목표 확대비율을 산출하여 그 비율이 일정크기 이하일 경우에는 차량번호를 인식하기 위한 동작을 수행하고, 목표 확대비율이 일정크기 이하가 아니거나 또는 차량영역을 확대하여도 차량번호를 인식하지 못할 경우에는, 기존 차량영역과 신규 차량영역의 이미지에 대한 이미지의 구조적 유사도를 산출하게 된다. On the other hand, in the case of vehicles 1, 4, and 3 on the left and vehicles 3, 4 and 2 on the right, it is determined that the vehicle number cannot be recognized directly from the wide-area detection image. In this case, the target expansion for the vehicle area If the ratio is calculated and the ratio is less than a certain size, an operation is performed to recognize the license plate number Structural similarity of the image to the image of the vehicle area and the new vehicle area is calculated.

도15의 좌측 1번 차량과 우측 3번 차량, 좌측 3번 차량과 우측 2번 차량 및 좌측 4번 차량과 우측 4번 차량의 경우에는 모두 이미지의 구조적 유사도가 임계치(예; 50%일 경우)를 초과하여 동일 차량에 대한 것으로 판별되어 매칭이 완료된 경우이다. In the case of left vehicle 1 and right vehicle 3, left vehicle 3 and right vehicle 2, and left vehicle 4 and right vehicle 4 in FIG. 15 , the structural similarity of images is a threshold (eg, 50%) This is a case where it is determined that it is for the same vehicle in excess of , and matching is completed.

도15에 있어서, 하단 양측 외부에 각각 나타나 있는 명도비교맵과 그 중심부에 나타나 있는 2개 명도구조맵은 각각 좌측 3번 차량과 우측 2번 차량의 차량영역에 대하여 작성된 것이며, 이들 차량영역에 대한 명도구조맵이 매우 유사한 형태로 이루어져 있음을 알 수 있다. In Fig. 15, the brightness comparison map respectively displayed on both sides of the lower part and the two brightness structure maps displayed in the center are prepared for the vehicle areas of the 3rd vehicle on the left and the 2nd vehicle on the right, respectively. It can be seen that the brightness structure map has a very similar shape.

도15의 좌측 3번 차량과 우측 2번 차량은 동일 차량으로 판단된 경우이므로, 차량검출부(312)는 이 차량에 대한 검출동작을 중지하고, 신규 촬영된 영상(우측 2번 차량)의 이미지를 해당 차량영역의 이미지로 저장(업데이트)하게 된다. 이 차량은 차량단속부(313)를 통해 이미 단속이 진행되거나 단속이 완료된 차량에 해당되는 것이다.Since the third vehicle on the left and the second vehicle on the right in FIG. 15 are determined to be the same vehicle, the vehicle detection unit 312 stops the detection operation for this vehicle and displays the image of the newly captured image (the second vehicle on the right). It is saved (updated) as an image of the relevant vehicle area. This vehicle corresponds to a vehicle that has already been cracked down or has been cracked down through the vehicle enforcement unit 313 .

위와 같이 구성되고 동작하는 본 발명의 시스템을 통해 기대할 수 있는 효과는 다음과 같다.The effects that can be expected through the system of the present invention configured and operated as above are as follows.

먼저, 본 발명은 불법 주정차구역에 진입한 차량을 광역 검지영상을 사용하여 검출함으로써, 종래기술에 비해 넓게 분할된 단속구역을 대상으로 위반차량을 신속하게 검출할 수 있어서 시스템의 운영효율을 높일 수 있다.First, the present invention can increase the operating efficiency of the system by detecting a vehicle entering an illegal parking and stopping area using a wide-area detection image, so that the violating vehicle can be quickly detected in a widely divided enforcement area compared to the prior art. have.

본 발명은 종래기술에 비해 넓은 범위의 단속구역을 촬영한 광역 검지영상을 사용하면서, 이 영상에 포함되어 있는 객체의 이미지에 대해 초해상도 영상복원 기술을 적용하여 이미지를 확대한 후, 차량영역을 검출함으로써 위반차량 단속구역의 거리를 증대시킬 수 있다.The present invention uses a wide-area detection image obtained by photographing a wide range of intermittent zones compared to the prior art, and after enlarging the image by applying a super-resolution image restoration technology to the image of an object included in this image, the vehicle area By detecting it, it is possible to increase the distance of the infringing vehicle enforcement area.

본 발명은 광역 검지영상 중에서 검출한 차량영역의 크기에 따라 차량번호를 바로 인식하거나, 그 차량영역에 대하여 딥러닝 기반 초해상도 영상복원을 적용함으로써 작은 크기로 검출된 차량영역 내의 차량번호를 인식할 수 있어서 단속의 정확성 및 신속성이 증대된다. 특히, 본 발명은 광역 검지영상 중에 너무 작게 나타나는 객체를 검출하기 위하여 영상의 상단부를 중첩분할하고, 그 분할된 영역에 포함되어 있는 객체의 이미지에 대하여도 초해상도 영상복원 기술 및 딥러닝 검출모델을 적용함으로써, 종래기술로는 검출하기 어려웠던 객체에 대하여도 위반차량 여부를 정확하게 검출할 수 있다.The present invention recognizes the vehicle number in the vehicle area detected in a small size by directly recognizing the vehicle number according to the size of the vehicle area detected in the wide area detection image, or by applying deep learning-based super-resolution image restoration to the vehicle area. This increases the accuracy and speed of enforcement. In particular, the present invention overlaps the upper part of the image to detect an object that appears too small in the wide area detection image, and super-resolution image restoration technology and a deep learning detection model for the image of the object included in the divided area. By applying it, it is possible to accurately detect whether a vehicle violates even an object that is difficult to detect in the prior art.

본 발명은 광역 검지영상 중에 포함되어 있는 각 차량의 번호판이 포함되어 있는 차량의 뒷부분 또는 앞부분 영역 중에서 시스템이 설정한 범위를 차량영역으로 구획하고, 그 영역의 이미지를 활용하여 차량의 번호를 인식하거나 또는 해당 차량이 단속 진행 중인 차량인지, 단속이 완료된 차량인지 또는 신규 단속대상 차량인지를 판별하고, 차량의 상황에 맞추어 시스템이 동작되도록 함으로써, 차량단속의 효율을 높일 수 있다.The present invention divides the range set by the system into the vehicle area among the rear or front areas of the vehicle containing the license plate of each vehicle included in the wide area detection image, and uses the image of the area to recognize the number of the vehicle or Alternatively, it is possible to increase the efficiency of vehicle enforcement by determining whether the corresponding vehicle is a vehicle under enforcement, a vehicle for which enforcement has been completed, or a vehicle subject to new enforcement, and allowing the system to operate according to the vehicle situation.

본 발명은 기존 및 신규 차량영역 이미지의 구조적 유사도 산출시, 이미지의 명도값을 사용함으로써, 차량 검출의 정확도를 높일 수 있다.The present invention can increase the accuracy of vehicle detection by using the brightness value of the image when calculating the structural similarity of the existing and new vehicle region images.

특히, 본 발명은 기단속된 차량에 대하여는 중복 검출 동작을 수행하지 않도록 하고, 차량번호 인식이 불가한 차량의 경우에는 차량번호 검출을 하지 않는 대신, 해당 차량에 대하여 직전 및 신규 촬영한 차량영역의 이미지에 대한 구조적 유사도를 산출하여 대응되는 차량(매칭대상 차량)이 동일 차량인지 여부를 판단하며, 기단속된 차량으로 판단될 경우에는 기존 단속절차에 따른 동작이 수행되도록 하고, 신규 단속대상 차량으로 판별된 차량에 대하여만 신규 단속동작을 시작하도록 함으로써, 단속의 신속성을 증대시킬 수 있다. In particular, the present invention prevents the duplicate detection operation from being performed on the previously intercepted vehicle, and does not detect the vehicle number in the case of a vehicle for which identification of the vehicle number is not possible, but instead of detecting the vehicle area immediately and newly photographed for the vehicle. It is determined whether the corresponding vehicle (matching target vehicle) is the same vehicle by calculating the structural similarity of the image. By starting a new crackdown operation only for the identified vehicle, it is possible to increase the speed of the crackdown.

위와 같이 본 발명의 내용에 대하여 상세히 설명하였는바, 본 발명의 기술 사상은 위의 설명 내용에 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상과 동일하거나 유사하여 특별한 기술적 변경 없이 적용할 수 있는 것을 포함하는 것이고, 또한, 특허청구범위에 기재되어 있는 본 발명의 기술 사상과 유사하거나 균등한 것 역시 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.As described above in detail with respect to the content of the present invention, the technical spirit of the present invention is not limited to the above description, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are the same as the technical spirit of the present invention It should be construed as being included in the scope of the present invention, including those that are similar or applicable without special technical changes, and similar or equivalent to the technical spirit of the present invention described in the claims.

100 : 현장부
110 : 촬상부
111 : 회전형 카메라
130 : 통신부
200 : 유무선네트워크
300 : 상황실부
310 : 관리서버
311 : 카메라원격제어부
312 : 차량검출부
313 : 차량단속부
314 : 제어부
315 : 단속정보저장부
316 : 디스플레이부
317 : 학습이미지저장부
330 : 통신부
100: field department
110: imaging unit
111: rotating camera
130: communication department
200: wired and wireless network
300: situation room
310: management server
311: camera remote control unit
312: vehicle detection unit
313: vehicle enforcement unit
314: control unit
315: enforcement information storage unit
316: display unit
317: learning image storage unit
330: communication department

Claims (5)

단속현장에 설치되는 현장부와, 원격위치의 상황실부와, 상기 현장부와 상기 상황실부를 유무선으로 연결하는 유무선 네트워크를 포함하여 구성되는 불법주정차 단속시스템에 있어서,
상기 현장부는 단속구역 내의 위반차량을 검출하기 위한 광역 검지영상 및 검출된 차량의 위치로 이동하여 차량번호를 인식하기 위한 단속영상을 제공하고, 위반차량에 대한 정황사진을 촬영하여 관리서버로 전송하는 촬상부를 포함하여 구성되고,
상기 상황실부는 상기 관리서버를 포함하여 구성되고,
상기 관리서버는 상기 촬상부를 원격으로 제어하는 카메라원격제어부와, 상기 촬상부로부터 광역 검지영상을 제공받아 위반차량을 검출하는 차량검출부와, 상기 차량검출부가 검출한 위반차량에 대한 정보를 제공받은 후 상기 촬상부로부터 위반차량에 대한 정황사진을 입수하는 차량단속부와, 상기 차량단속부가 수행한 단속에 관한 정보를 저장하는 단속정보저장부를 포함하여 구성되며,
상기 차량검출부는 상기 촬상부로부터 획득한 광역 검지영상 중의 객체에 대하여 딥러닝 검출모델을 적용하여 위반차량을 검출하고, 검출된 차량이 단속 진행 중이거나 단속 완료된 차량임을 판별하기 위하여 검출된 차량영역의 크기가 일정크기 이상일 경우에는 차량번호를 바로 인식하고, 검출된 차량영역의 크기가 일정크기 이하이면서 목표 확대비율이 일정 크기 이하일 경우에는 그 차량영역에 대한 딥러닝 기반 초해상도 영상복원을 시행하여 이미지를 확대한 후 차량번호를 인식하며, 차량번호 인식이 불가능한 경우에는 기존 차량영역의 이미지와 신규 차량영역 이미지의 구조적 유사도를 산출하고, 그 산출결과를 통해 신규 차량영역이 단속 진행 중인지, 단속 완료되었는지 또는 신규 단속대상 차량인지를 판별하고,
상기 차량단속부는 검출된 차량이 신규 단속대상 차량으로 판단될 경우, 상기 카메라원격제어부를 통해 상기 촬상부를 해당 차량의 위치로 이동시켜서 차량번호를 인식한 후에, 상기 촬상부의 Zoom 배율을 조절하도록 하여 배율이 상이한 복수의 정황사진을 촬영하여 전송하도록 하고, 전송받은 상기 위반차량에 대한 정황사진을 확보하도록 동작하며,
상기 단속정보저장부에는 상기 차량단속부가 확보한 단속정보와 정황사진이 저장되고,
상기 이미지의 구조적 유사도 산출은 기존 차량영역과 신규 차량영역의 IoU(Intersection over Union)를 통해 겹치는 영역을 계산하고, 각 차량영역의 겹침 영역에 대하여 Cropping을 진행한 후, 상기 Cropping 영역의 기존 차량영역과 신규 차량영역에 대한 명도원본맵을 작성하고, Cropping된 영역의 크기에 기반한 패치의 크기를 계산한 후, 분할된 패치들로 구성된 명도비교맵을 작성하고, 명도비교맵 내의 패치별로 평균명도값을 산출하여, 산출된 평균명도값을 대표명도값으로 설정한 후, 기존 차량영역의 명도비교맵의 패치별 대표명도값과 신규 차량영역의 명도비교맵의 패치별 대표명도값의 공분산 및 표준편차를 산출하고, 공분산을 표준편차로 나눈 상관계수를 유사도 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는, 광역 검지영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템.
In the illegal parking enforcement system comprising a field unit installed at a crackdown site, a situation room at a remote location, and a wired/wireless network connecting the field unit and the situation room by wire or wireless,
The on-site unit provides a wide-area detection image for detecting a violation vehicle within the enforcement area and an enforcement image for recognizing a vehicle number by moving to the location of the detected vehicle, and taking a picture of the situation for the violation vehicle and transmitting it to the management server Consists of an imaging unit,
The situation room unit is configured to include the management server,
The management server includes a camera remote control unit for remotely controlling the imaging unit, a vehicle detection unit receiving a wide-area detection image from the imaging unit to detect a violating vehicle, and information on the violating vehicle detected by the vehicle detection unit After receiving the information It is configured to include a vehicle enforcement unit that obtains a situational picture of the offending vehicle from the imaging unit, and an enforcement information storage unit that stores information on the enforcement performed by the vehicle enforcement unit,
The vehicle detection unit detects an offending vehicle by applying a deep learning detection model to an object in the wide area detection image obtained from the imaging unit, and determines that the detected vehicle is a vehicle in progress or completion of enforcement. If the size is larger than a certain size, the vehicle number is recognized immediately, and if the detected vehicle area is smaller than a certain size and the target magnification ratio is less than a certain size, deep learning-based super-resolution image restoration is performed for the vehicle area. After enlarging the , the vehicle number is recognized, and if vehicle number recognition is not possible, the structural similarity between the image of the existing vehicle area and the image of the new vehicle area is calculated, and based on the result of the calculation, it is determined whether the new vehicle area is being cracked down or the enforcement is complete. Or to determine whether the vehicle is a new enforcement target,
When the vehicle enforcement unit determines that the detected vehicle is a new vehicle subject to enforcement, the camera remote control unit moves the imaging unit to the location of the vehicle to recognize the vehicle number, then adjusts the zoom magnification of the imaging unit to adjust the magnification It operates to take and transmit a plurality of different situational photos, and secure the received situational photos for the offending vehicle,
The enforcement information storage unit stores the enforcement information and situation photos secured by the vehicle enforcement unit,
To calculate the structural similarity of the image, the overlapping area is calculated through IoU (Intersection over Union) of the existing vehicle area and the new vehicle area, and cropping is performed on the overlapping area of each vehicle area, and then the existing vehicle area of the cropping area After creating the original brightness map for the new vehicle area and calculating the size of the patch based on the size of the cropped area, the brightness comparison map composed of the divided patches is created, and the average brightness value for each patch in the brightness comparison map. After calculating the calculated average brightness value as the representative brightness value, the representative brightness value for each patch in the brightness comparison map of the existing vehicle area and the representative brightness value for each patch in the brightness comparison map of the new vehicle area are covariance and standard deviation , and a correlation coefficient obtained by dividing the covariance by the standard deviation as a similarity value, a deep learning-based illegal parking enforcement system using a wide-area detection image.
제1항에 있어서,
상기 차량검출부는 광역 검지영상의 상단부에 대한 중첩 분할을 실시하고, 분할된 영상에서 검출된 객체에 대하여 딥러닝 기반의 차량영역 검출모델을 적용하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 광역 검지영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템.
According to claim 1,
The vehicle detection unit performs overlapping division for the upper end of the wide area detection image, and performing the step of applying a deep learning-based vehicle area detection model to the object detected in the divided image, characterized in that the wide area detection image A deep learning-based illegal parking enforcement system.
제1항에 있어서,
상기 차량검출부는 광역 검지영상에서 검출된 각 차량영역의 이미지에 대하여 명도 히스토그램 산출 후 편향성이 임계치를 상회할 경우 명도 평형성을 조정하는 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 검지영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템.
According to claim 1,
The vehicle detection unit Deep learning-based using a wide area detection image, characterized in that it further comprises an adjustment unit for adjusting the brightness balance when the bias exceeds the threshold after calculating the brightness histogram for the image of each vehicle area detected in the wide area detection image Illegal parking enforcement system.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 관리서버는 광역 검지영상 및 차량검출부(312)가 위반차량을 검출하는 상황을 시각적으로 출력하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광역 검지영상을 이용한 딥러닝 기반 불법주정차 단속시스템.
According to claim 1,
The management server is a deep learning-based illegal parking enforcement system using a wide-area detection image, characterized in that it further comprises a display that visually outputs a situation in which the wide-area detection image and the vehicle detection unit 312 detects the offending vehicle.
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