KR20020081574A - 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템 - Google Patents

위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물 등의 보안에 관한 기술로, 특히 건물 등에 설치 운용되는 보안 시스템의 운용시 침입 물체가 발견되면 근접 촬영하고, 침입 물체 이동 경로를 자동으로 추적 촬영하여 침입 물체를 항시 감시하고 아울러 침입 물체가 발견되면 근접 촬영된 영상을 녹화하고, 연계된 비상모드를 수행하여 최적의 보안 환경을 조성하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템은 동시에 다수의 카메라를 제어하고, DVR 기능 및 위치 추적, 근접 촬영을 수행하여 최적의 보안 환경을 제공하며, 어떤 시설 환경 하에서도 침입 물체에 대한 식별이 용이하고, 침입 물체를 정확히 확인하고 아울러 침입 물체의 이동 경로를 추적하고, 침입 물체를 근접 촬영하는 내용을 저장할 수 있어 침입에 즉각적으로 대처하여 소중한 생명과 재산을 보호할 수 있고, 무인화/자동화된 인공지능형 보안 및 방범 시스템을 통해 완벽한 보안 태세를 구축할 수 있다.

Description

위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템{SECURITY METHOD USING POSITION TRACING AND APPROACHING VIDEO RECORDING, AND SECURITY SYSTEM}
본 발명은 건물 등의 보안에 관한 기술로, 특히 건물 등에 설치 운용되는 보안 시스템의 운용시 침입 물체가 발견되면 근접 촬영하고, 침입 물체 이동 경로를 자동으로 추적 촬영하여 침입 물체를 항시 감시하고 아울러 침입 물체가 발견되면 근접 촬영된 영상을 녹화하고, 연계된 비상모드를 수행하여 최적의 보안 환경을 조성하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템에 관한 것이다.
주요 시설이나 건물, 빌딩을 비롯하여 이제는 일반 가정에 이르기까지 소중한 생명과 재산을 보호하기 위하여 보안과 방범 장비들이 설치 운용되고 있다. 초기 줄에 소리나는 물체를 매달아 놓은 원시적 장비에서부터 최근 CCTV를 이용한 장비까지 보안 및 방범에 관한 장비들은 침입에 즉각적으로 대처하여 소중한 생명과 재산을 보호할 수 있는 최적의 환경을 구축하는데 그 목적이 있다. 현재까지의 보안 및 방범 장비들은 현대 시설 환경의 복잡 다원화에 대처하기 위하여, 고도로 첨단화되고 시스템화되었다.
하지만, 최신의 보안 및 방범 장비들도 현대 시설 환경의 복잡 다원화에 능동적으로 대처하지 못하고 몇 가지 단점을 가지고 있는데, 먼저 CCTV와 같은 방범 카메라를 운용하는 보안 및 방범 시스템은 센서 동작에 의한 카메라 제어방식으로 촬영 불가능 지역이 발생할 수 있고, 침입물체 발견시에도 근접 촬영이 불가능하여 면식범 식별이 불가하고, 또한 야간 방범을 위하여 조명 등 부가 장비의 사용으로 인해 과도한 전력소모를 일으키는 단점이 있었다. 다음으로, VTR 녹화 시스템의 경우 방범을 위하여 녹화 테이프를 보관해야 하므로 녹화 테이프의 소모가 과다하였고, 비용 절감을 위해 녹화 테이프를 재활용하는 비율이 잦아짐으로써 화질의 저조화 현상을 일으켰고, 사건 발생시 사건 확인을 위해 장시간의 검색 시간이 불가피하여 과다한 시간이 소요되는 단점이 있었다. 특히, 사건이 발생되어 녹화 테이프를 확인하는 경우 다행히 침입물체가 영상에 잡혔다고 하더라도 전체 화면만을 제공하므로 침입물체와의 촬영거리가 멀어 식별이 곤란하거나 추적 촬영이 불가능하여 침입물체를 식별하지 못하는 경우가 종종 발생되어 언론매체에 보도되고 있는 실정이다. 이보다 저가로 구현하는 센서만을 이용하는 보안 및 방범 시스템들은 사정이 더욱 심각할 것이다. 이를 위해 침입물체 감지시 보호 수단으로 보안회사 직원이나 경찰의 출동 서비스와 연계하는 서비스를 운용하고 있다. 하지만 이는 2차적 수단이 될 뿐만 아니라, 침입자 판단시 오류가 많은 단점이 있다.
따라서, 어떤 시설 환경 하에서도 침입 물체에 대한 식별이 용이하고, 침입 물체를 정확히 확인하고 아울러 침입 물체의 이동 경로를 추적하고, 침입 물체를 근접 촬영하는 내용을 저장할 수 있다면 침입에 즉각적으로 대처하여 소중한 생명과 재산을 보호할 수 있는 최적의 보안 및 방범 환경을 구축할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 어떤 시설 환경 하에서도 침입 물체에 대한 식별이 용이하고, 침입 물체를 정확히 확인하고 아울러 침입 물체의 이동 경로를 추적하고, 침입 물체를 근접 촬영하는 내용을 저장할 수 있다면 침입에 즉각적으로 대처하여 소중한 생명과 재산을 보호할 수 있는 최적의 보안 및 방범 환경을 구축할 수 있는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 저렴한 비용으로도 침입 물체의 위치 추적 및 근접 녹화를 구현하여 무인화/자동화된 인공지능형 보안 및 방범 시스템을 통해 완벽한 보안 태세를 구축할 수 있는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템을 제공함에 있다.
상기의 목적을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법은:
카메라를 통해 입력되는 실시간 영상에 대한 캡쳐 화면과 상기 카메라의 감시 영역 영상에 대한 기준 화면의 색 변화를 비교하는 과정;
상기 비교결과 상기 캡쳐 화면과 기준 화면의 색 변화가 설정 기준치 이상이면 색 변화가 있는 화면 영역의 침입 물체에 대한 색 추적 및 모션 캡쳐 비교에 의해 침입 물체에 대향한 상기 카메라의 촬영 위치를 제어하는 침입 물체 자동 추적 과정;
상기 침입 물체에 대하여 근접 촬영이 이루어지도록 상기 카메라의 줌을 제어하는 과정;
상기 침입 물체가 색 추적에 의해 감지되지 않을 때까지 침입 물체를 추적하는 카메라를 통해 입력되는 추적 영상 및 근접 영상을 소정 포맷으로 변환 저장하는 과정; 및
상기 침입 물체 출현에 따른 알람 발생, 메시지 전송, 조명 제어 등의 설정된 비상모드를 진행하는 과정;으로 이루어지며,
본 발명에 따른 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법은 보안 시스템에 적용됨을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보안 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 보안 시스템이 고층 빌딩에 설치 운용되는 환경을 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 보안 시스템의 센서 및 카메라가 건물 내부에 설치 운용되는 환경을 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 클라이언트에서 위치 추적 및 근접 녹화 방식을 통해 보안동작을 수행하는 흐름을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 서버에서 보안 동작을 수행하여 근접 녹화된 영상 데이터의 저장 및 연계된 비상모드를 수행하는 흐름을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보안 시스템에서 침입 물체에 대해 색 추적에 의한 카메라 위치 추적 및 근접 녹화 방식을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보안 시스템에서 센서 감지, 카메라 위치 제어 및 근접 녹화, 조명 제어 등의 동작이 수행되기 위한 연관성을 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 관제실11: 콘트롤 박스
100: 메인 서버110: 센서
120: 인터페이스130: 메인 콘트롤 박스
140: 서버150: 백업부
160: 스위칭 허브190: 표시장치
200: 클라이언트210: 메인 제어부
220: 멀티플렉서230: 카메라
A01: 기준 영상A02: 입력 영상
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보안 시스템의 블록 구성도로서, 크게 메인 서버(100), 클라이언트(200)로 구성되며, 상황에 따라 각개 조명을 제어하는 관제실(10)과 연동되도록 구성된다. 또한, 별도로 외부 경비회사나 무선 및 인터넷 통신시스템, 경찰서 등과 연계하여 2차 보호수단을 운용할 수 있다. 본 발명에서는 2차 보호수단의 연계성에 대해서는 간략히 언급만 하기로 한다. 이는 기존 2차 보호수단의 구현기술과 본 발명에 따른 보안 시스템에 연계되는 2차 보호수단의 구현기술이 크게 다르지 않기 때문이다. 본 발명에서는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템에 관해서만 주로 설명한다.
상기 메인 서버(100)는 보안 시스템의 실질적인 처리 및 제어를 담당하며, 상기 클라이언트(200)의 카메라 위치제어 및 카메라 줌-인(Zoom-In)/줌-아웃(Zoom-Out) 제어, 상기 클라이언트(200)와 실시간 상황 데이터 송수신 및 서버 및 백업부의 전원제어, 영상 데이터의 저장 등을 담당한다. 이러한 상기 메인 서버(100)는 센서(110), 인터페이스(120), 메인 콘트롤 박스(Main Control Box)(130), 서버(140), 백업(Back-up)부(150), 스위칭 허브(Switching HUB)(160), AVR(170),UPS(180) 및 표시장치(190)로 구성될 수 있다.
상기 센서(Sensor)(110)는 상기 보안 시스템이 운용되는 시설물의 환경에 따라 다수 개로 구성되는데, 예를 들어 각 출입문이나 창문 등에 구분 설치되고, 또한 층별로 구분 설치되어 동일 그룹의 센서들은 동일 그룹의 센서 신호 출입을 담당하는 인터페이스(I/F)(120)에 연결된다. 각 센서(110)는 감지시 감지 온/오프 신호를 출력한다.
상기 인터페이스(120)는 그룹의 센서들이 연결되며, 상기 메인 콘트롤 박스(130)와 LAN 등을 통해 연결되어 상기 센서(110)로부터의 감지 신호를 메인 콘트롤 박스(130)로 출력하여 센서 감지 결과를 출력한다. 상기 인터페이스(120)는 복수로 구성될 수 있는데, 이 경우 예를 들어 각 층별로 설치되는 센서 그룹 각각에 연결되는 인터페이스를 구비할 수 있다. 상기 인터페이스(120)를 통해 출력되는 센서 감지 신호는 예를 들어, [2F010](의미: 2층 1번 센서 오프), [8F111](8층 11번 센서 온)과 같이 운용될 수 있다.
상기 메인 콘트롤 박스(130)는 다수의 입출력 포트를 구비하여 상기 인터페이스(120)를 통해 상기 센서(120)의 센싱 신호 출입을 담당하며, RS232C/485 등에 의해 연계된 관제실(10)의 콘트롤 박스(11)에 연결되어 조명 제어 신호(전압 출력, 전류 출력, 접점 출력 등을 이용)와 같은 연계된 신호 출입을 담당한다.
상기 서버(140)는 DVR 기능, 자동 경보 기능, 조명 연동 기능, 카메라 위치 제어기능, 영상 디스플레이 기능 등을 수행한다. 상기 서버(140)는 메인 콘트롤 박스(130)와 RS232C/485 등으로 연결되며, 백업부(150), 스위칭 허브(160),표시장치(190)에 연결되어 보안 모드를 처리 및 제어한다.
상기 백업부(150)는 클라이언트(200)에서 수신된 영상 데이터를 상기 서버(140)의 제어 하에 저장한다. 또한, 상기 백업부(150)는 백업용 PC로 구현할 경우 CD 라이터를 이용 수시로 CD에 백업을 수행한다.
상기 스위칭 허브(160)는 다수의 입출력 포트를 구비하여 상기 서버(140)와 각 클라이언트(200)의 데이터 송수신을 담당한다. 예를 들어, 상기 스위칭 허브(160)는 RJ-45 10Base-T Port, 패킷 수신, 패킷 충돌, 포트상태 자기진단 LED, Alert LED, Clips Stack, O/C Module Stack 기능 등의 사양 조건을 가질 수 있다.
상기 AVR(Auto Voltage Regulator: 자동 전압 조정기)(170) 및 UPS(무정전 전원장치)(180)는 전원부로서, 상기 서버(140) 및 백업부(150)의 안정적인 전원 공급, 정전시 배터리 백업 기능, 부재시 셧다운 기능, 입력 전원 서지 방지, 과부하시의 바이패스 기능을 수행한다.
상기 표시장치(190)는 모니터나 프로젝트 및 스크린이 될 수 있으며, 영상을 화면에 디스플레이 한다.
한편, 본 발명에 따른 메인 서버(100)는 서버 PC, 백업용 PC, 스위칭 허브, 그리고 메인 콘트롤 박스로 운용될 수 있으며, 캐비넷(Cabinet)에 구성하여 관리의 편의를 추구할 수 있다.
다음으로, 상기 클라이언트(Client)(200)는 실제로 시설 환경에 적합하게 하나 또는 그 이상의 클라이언트로 구성되는데, 일 예로 건물이나 빌딩 등의 시설에 각 층별로 하나의 클라이언트를 운용한다. 각 클라이언트는 메인 제어부(210), 멀티플렉서(220) 및 카메라(230)로 구성된다. 상기 클라이언트(200)는 아날로그 영상 데이터를 디지털 데이터로 변조하고, 입력 영상을 소정 포맷(일 예로, wmv 포맷)으로 저장하고 저장된 영상 데이터를 상기 메인 서버(100)의 백업부(150)로 전송하는 DVR 기능과, 색추적 및 모션 캡쳐에 의한 카메라 위치 제어, 센서 감지시 알람 발생 및 문자 제어/전송, 평시 모드에서 전체(줌-아웃) 화면 촬영, 목표물 발견시 근접 촬영 제어 등의 메인 기능을 수행한다.
상기 메인 제어부(210)는 본 발명에 따른 색 추적 및 모션 캡쳐에 의한 침입물체 판단, 목표물 위치 추적, 근접 촬영, 복수의 추적 물체에 대한 순차적 제어, DVR 기능 등의 제어 프로그램 및 기기가 설치되며, 자체의 저장영역에 DVR 기능 수행에 따른 영상 데이터를 저장한다. 또한, 상기 메인 제어부(200)는 실시간 상황 데이터를 상기 메인 서버(100)와 송수신하며, 펌웨어(Firmware) 기능도 수행한다. 상기 메인 제어부(210)는 상기 멀티플렉서(220)에 연결된다.
상기 멀티플렉서(220)는 다수의 채널(9CH, 16CH 등)을 구비하여 주변기기를 총괄 제어하며, 상기 메인 제어부(220)에 연결되고, 다수의 카메라에 연결되어 카메라의 위치 제어, 영상 입력 신호 처리를 담당한다.
상기 카메라(230)는 환경에 적합하도록 하나 이상 설치 운용되며, 목표물 위치 추적 및 근접 촬영에 용이하도록 상하좌우 회전이 용이한 카메라, 일 예로 돔(Dome) 카메라를 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 보안 시스템이 고층 빌딩에 설치 운용되는 환경을 예시한 도면으로, 8층 건물에 적용되는 보안 시스템의 구성 일 예를 보인 것이다. 상기 도 2에 예시된 보안 시스템의 구성 일 예를 설명하면; 각 층(1층~8층)에는 카메라를 운용하는 클라이언트가 독립적으로 구성되어 스위칭 허브에 연결되고, 역시 센서를 운용하는 인터페이스가 각 층별로 독립적으로 운용되어 메인 콘트롤 박스에 연결된다. 또한, 각 층의 조명은 관제실과 연결되어 메인 콘트롤 박스에 연결되어 서버의 제어를 받게 된다. 위와 같은 보안 시설 환경은 서버를 통해 각 층의 보안 모드가 수행되고, 백업부를 통해 영상 데이터가 저장되도록 한다.
다음으로, 도 3은 본 발명에 따른 보안 시스템의 센서 및 카메라가 건물 내부에 설치 운용되는 환경을 예시한 도면으로, 실제 각 층에서 운용되는 보안 시스템의 센서 및 카메라가 어떻게 동작되어 보안 모드가 진행되는가를 설명하기 위하여 일 예를 보인 것이다. 도 3에 도시된 환경은 어느 건물의 2층에 설치되는 센서 및 카메라의 운용 환경이다. S1 내지 S11의 센서는 모든 창과 출입문에 설치되어 2층 운용 인터페이스에 감시 센서 신호를 출력한다. 또한, 복도와 각 룸에 설치되는 C1 내지 C5의 카메라는 촬영 불가능 공간이 없도록 적정 위치에 설치되는데, 영상 데이터는 2층 클라이언트의 멀티플렉서에 보내지고, 상기 메인 제어부로부터의 카메라 위치 제어 신호는 각 카메라에 연결된다. 각 카메라는 상하좌우 회전하여 감시하게 된다. 만약, S2 센서에 이상 신호가 감지된다면 클라이언트의 메인 제어부에 의해 상기 S2 센서 위치를 추적 및 근접 촬영할 수 있는 C1 카메라에 제어신호가 인가될 것이고, 상기 C1 카메라는 제어신호에 의거 침입 물체를 추적하여 영상을 입력한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 클라이언트에서 위치 추적 및 근접 녹화 방식을 통해 보안 동작을 수행하는 흐름을 도시한 도면으로 각 클라이언트에서 수행되는 보안 동작의 수행흐름을 예시한 것이다. 클라이언트(200)의 메인 제어부(210)는 401단계에서 구비된 카메라를 이용하여 평시모드(또는 감시모드)에서 각 카메라 감시구역의 영상을 입력한다. 그러면 403단계에서 상기 메인 제어부(210)는 입력된 카메라 영상을 캡쳐한 후, 409단계에서 캡쳐 화면을 분석한다. 분석방법은 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 통해 본 발명에 적용되는 캡쳐 화면 분석방법을 설명하면; 본 발명에 적용되는 캡쳐 화면 분석방법은 색(Color) 변화를 감지하는 것이다. A01에 카메라 감시 영역을 풀 줌-아웃(Full Zoom-Out)하여 촬영한 전체 화면을 기준 화면으로 설정한다. 이후, 감시모드가 진행되어 카메라가 상기 클라이언트의 메인 제어부(210)에 의해 위치 제어되어 동작하면서 영상을 입력하면 입력된 영상을 캡쳐하여 A02의 캡쳐 화면으로 정한다. 그런 후, 상기 A01의 기준 화면과 A02의 캡쳐 화면의 색 변화를 감지함으로써 침입물체를 판단하게 되는데, 상기 A01의 기준 화면에 대한 색을 코드화하여 저장하여 두고, A02의 캡쳐 화면이 설정되면 상기 A02의 캡쳐 화면에 대한 색을 코드화한 후 두 값을 비교한다. 여기서 두 값이란 상기 A01의 기준 화면과 A02의 캡쳐 화면에 대한 색 코드 값을 의미한다. 상기 화면은 미리 격자로 분할되어 있다. 격자가 세분화될수록 정확성은 향상될 것이다. 상기 기준 화면과 캡쳐 화면의 비교결과 분할된 격자 각각에 대해 색 코드 값 차이가 발생하면 이는 색 변화가 있음을 의미하고, 두 화면이 일치하지 않음을 의미한다. 따라서, A04에 분할된 각 격자에 대하여 색 변화를 감지하여 그 차이를 코드 값으로 표시한다. 상기 도 6의 A04에서 '0'은 색 변화가 없음을 의미하고, 값이 클수록 색 변화가 많음을 의미한다. 본 발명에 따른 침입물체 판단에 이용되는 화면 색 비교 판단은 침입물체가 없어도 주위의 조도나 미세 물체(먼지, 종이, 바람에 의한 커튼 날림 등)에 의거 차이가 발생할 수 있으므로 미리 비교 색 코드 값에 대한 오차 범위를 설정한다. 오차 범위 이내인 경우에는 침입 물체가 없음으로 판단하고, 오차 범위를 초과하는 경우에는 침입 물체가 있음으로 판단하게 된다. 또한, 격자는 곧 감시 영역 공간의 크기(넓이)를 의미하므로, 상기 A04에서 보듯이 오차 범위를 초과한 색 변화 발생 격자라도 주변 격자 값의 변화가 없는 경우는 침입물체로 판단하지 않는다. 이는 카메라 주변에 파리나 기타 벌레가 날아가는 경우 이를 침입 물체로 판단하지 않기 위해서이다.
그리고, A03에는 각 격자에 색 변화가 있는 상태를 도트 표로써 도식화한 것이다. 도 6의 예와 같이 캡쳐 화면에 침입자가 있는 경우 상기 기준 화면에 비교해 색 변화가 발생한 격자 영역은 침입자가 발견된 격자 영역일 것이다. 이 값은 비교 값으로 A04에 각 격자별 비교 값으로 표시된다. 이러한 과정은 상기 클라이언트(200)의 메인 제어부(210)에 의해 자동으로 진행된다. 상기 도 6의 A05는 침입물체 판단에 따라 카메라의 동작 위치 및 근접 촬영을 제어하기 위한 예시 화면이다. 이 역시 자동으로 진행된다. 정리하면, 카메라의 감시 영역을 촬영한 영상을 기준 화면으로 설정하여 두고, 카메라로부터 입력되는 영상을 캡쳐하여 두 화면에 대한 색 비교를 하여 색 변화 유무에 따라 침입을 판단하는 것이다. 상기 카메라는 실시간으로 영상을 입력할 것이고, 상기 도 6과 같은 비교는 프로세서의 처리속도에 따라 고속으로 진행될 수 있으므로, 예를 들어 초당 24프레임의 화면을비교하도록 설정할 수 있다. 그러면 침입 물체가 있는 경우 침입 물체의 이동에 따라 색 변화가 있는 격자의 위치가 달라질 것이므로 침입 물체의 이동을 확인할 수 있고, 따라서 침입 물체의 이동위치로 카메라의 촬영 위치를 제어할 수 있다. 또한, 사람의 상단부(특히, 얼굴 부분)를 지정해 두면 카메라의 줌을 제어하여 근접 촬영도 가능하다. A05에 도시된 화살표는 카메라의 위치 제어를 가상적으로 표현한 것이고, 줌-인/줌-아웃은 카메라의 근접 촬영 상태를 가상적으로 표현한 것이다. 이러한 동작 모두는 색 추적과 모션 캡쳐에 의해 자동으로 이루어진다.
다시 도 4로 돌아가서, 상기 411단계에서 캡쳐 화면 분석결과 색 변화가 기준치(비교 색 오차 범위 및 색 차이가 발생한 격자 범위) 이상이면 침입 물체로 판단하여 423단계로 진행하고, 기준치 이하인 경우에는 이상 없음으로 판단하여 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 상기 클라이언트의 메인 제어부(210)는 상기 메인 서버(100)로부터 카메라 위치 제어 신호가 수신되면 415단계로 진행하고, 만약 메인 서버로부터의 카메라 위치 제어 신호가 없다면 상기 401단계로 리턴하여 이후 과정을 순차적으로 재수행 한다
상기 415단계에서 상기 메인 제어부(210)는 상기 카메라 위치 제어 신호에 의거 해당 위치로 카메라의 위치를 제어한다. 그런 후, 417단계에서 입력된 카메라 영상을 캡쳐하여 분석한다. 그리고 419단계에서 상기 메인 제어부(210)는 분석결과 색 변화가 기준치 이상인가를 판단하여 기준치 이상인 경우에는 423단계로 진행하고, 기준치 이하인 경우에는 421단계로 진행하여 정상 신호를 메인 서버(100)로 전송한다.
상기 411단계에서 색 변화가 기준치 이상인 것으로 판단하는 경우 423단계로 진행하는데, 상기 423단계에서 상기 메인 제어부(210)는 상기 도 6에 도시된 비교/판단동작을 통해 추적 물체가 2이상인가를 판단한다. 추적 물체가 2 이상이라 함은 침입물체가 2 이상이 있음을 의미하고, 이는 도 6의 A03 및 A04에서 색 변화 영역에 의해 판단할 수 있다. 예를 들어, 침입자가 2인인 경우에 카메라에 의해 입력되는 영상을 캡쳐하여 보면 서로 다른 위치 영역에 침입자가 존재함을 알 수 있다. 이러한 방법으로 추적 물체의 수를 판단하게 된다. 상기 423단계에서 침입 물체가 하나인 경우에는 425단계로 진행하여 상기 메인 제어부(210)는 상기 도 6의 설명에서 언급한 바와 같이 색 추적 및 모션 캡쳐에 의해 추적 물체를 대하여 카메라 자동 추적할 수 있도록 카메라 위치제어를 한다. 그리고, 427단계에서 카메라 입력 영상을 저장하는데, 이때 피사체의 상단부(얼굴부위)를 촬영할 수 있도록 근접 촬영을 부가로 수행하며, 카메라로부터 입력된 아날로그 영상은 디지털 데이터로 변조하고, 이를 MPEG 방식에 의거 특정 포맷(일 예로, .wmv 포맷)으로 저장한다. 그런 후, 429단계에서 상기 메인 제어부(210)는 저장된 추적 물체에 대한 영상 데이터를 상기 메인 서버의 백업부(150)에 저장될 수 있도록 전송한다. 이때, 전송되는 영상 데이터의 양은 임의로 조절 가능한데, 예컨대 초당 24프레임의 영상 데이터를 전송한 후 437단계로 진행한다.
한편, 상기 423단계에서 추적 물체가 2 이상인 경우에 상기 메인 제어부(210)는 431단계로 진행하여 각 추적 물체에 대하여 순차적으로 색 추적 및 모션 캡쳐에 의해 카메라의 위치를 제어하고, 433단계에서 위치 제어된 카메라로부터 입력되는 영상을 상술한 바와 같은 저장방식으로 저장한다. 즉, 추적 물체가 2 이상이므로 입력되는 영상과, 저장되는 영상은 제1추적 물체에 대한 영상, 제2추적 물체에 대한 영상,‥‥,제1추적 물체에 대한 영상, 제2추적 물체에 대한 영상, ‥‥가 될 것이다. 저장되는 각 추적 물체에 대한 영상 데이터는 435단계에서 메인 서버(100)로 전송되어 백업부(150)에 저장될 것이다.
이러한, 수행 흐름에 의해 클라이언트의 침입 물체에 대한 보안 동작이 이루어지는데 437단계에서 추적 물체가 더 이상 감지되지 않는 경우(카메라 감시 영역을 벗어난 경우)에는 401단계로 리턴하고, 계속 감지되는 경우에는 423단계로 리턴하여 이후 과정들을 순차적으로 재수행 한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 보안 시스템의 클라이언트(200)는 개별적으로 색 추적 및 모션 캡쳐에 의해 침입 물체를 판단하고, 침입 물체를 추적하고, 카메라의 촬영 위치를 제어하여 추적 물체에 대한 자동 추적 촬영을 진행하여 보안모드를 진행하게 된다. 영상 저장은 평시에는 저장하지 않거나 초당 1프레임의 영상 데이터만 저장하여 녹화 분량을 최소화 및 사후 검색이 용이하도록 한다.
다음으로, 도 5를 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 서버에서 보안 동작을 수행하여 근접 녹화된 영상 데이터의 저장 및 연계된 비상모드를 수행하는 흐름을 설명한다. 본 발명에 따른 서버(100)에서는 앞서 설명한 바와 같이 보안 시스템의 제반 동작을 제어하는데, 이상 발생을 감지하고, 연결된 각 클라이언트(200)의 카메라를 제어하여 위치 추적 및 근접촬영을 제어하고, 비상 모드를 진행하는 동작을 제어하게 된다. 도면에 도시된 각 흐름을 통해 보다 상세히설명한다.
먼저, 501단계에서 상기 서버(140)는 상기 메인 콘트롤 박스(130)로부터 각 센서의 감지 센서 신호를 수신한다. 상기 감지신호는 이미 예를 든 바와 같은 신호 가 이용된다. 상기 서버(140)는 503단계에서 수신된 감지 센서 신호에 이상 발생을 감지하면 507단계로 진행하고, 정상이면 505단계로 진행하여 평시모드를 유지한 후, 501단계로 리턴 하여 센서들의 감지 센서 신호를 수신한다.
상기 507단계에서 상기 서버(140)는 이상 발생이 감지된 센서의 위치 및 해당 센서의 위치에 운용되는 클라이언트를 검색한다. 해당 클라이언트를 검색하였다면 509단계에서 상기 서버(140)는 해당 클라이언트에 상기 이상 발생을 감지한 센서 위치를 영상 촬영할 수 있는 특정 카메라에 대한 위치 제어 신호를 전송한다.
그런 후, 511단계에서 상기 서버(140)는 상기 스위칭 허브(160)를 통해 해당 클라이언트로부터 추적 물체 영상 데이터의 수신되면 515단계로 진행하고, 수신되지 않으면 513단계로 진행하여 정상신호 수신여부를 검사한다. 상기 513단계에서 상기 서버(140)는 해당 클라이언트(200)로부터 정상 신호가 수신되면 501단계로 리턴하고 아무런 신호의 수신이 없는 경우에는 신호 수신을 기다린다.
515단계에서 상기 서버(140)는 수신된 영상 데이터를 상기 백업부(150)에 저장한다.
그런 후, 520단계로 진행하여 상기 서버(140)는 침입 물체 출현에 따른 비상 모드를 연결된 장비들과 연계하여 진행한다. 상기 비상 모드는 자체 구비하는 모니터에 추적 물체에 대한 영상을 실시간으로 표시하거나, 지정된 장소에 연결 설치된모니터 또는 스크린에 추적 물체에 대한 영상(추적 영상 및 근접 촬영 영상)을 실시간으로 표시한다. 그리고, 연계된 관제실(10)의 콘트롤 박스(11)에 조명 온/오프 제어 신호(예를 들어, 접점 신호)를 전송하여 각개 조명을 제어하도록 한다. 바람직하기로는 야간 방범시 침입 물체가 있는 경우 조명이 켜져 있는 상태가 침입 물체에게 긴장감과 초조감을 불러일으킬 수 있을 것이므로 침입 물체 판단시 조명을 점등하도록 제어하며, 그리고 보다 효율성을 기하기 위하여 보안 시스템이 설치되는 시설의 전체에 대해 조명을 점등하는 것이 아니라 침입 물체가 출현한 공간 및 필요 공간에 대한 조명만 점등하도록 제어한다. 또한, 상기 비상 모드에서는 침입 물체의 출현을 알리는 알람 발생 또는 경고방송이 필요한데, 이는 구비된 경보기 및 스피커를 통해 알람 또는 경고방송이 발생하도록 제어하고, 침입 물체의 출현을 알리는 문자 메시지를 설정된 곳(관리자의 단말기)으로 전송하고, 2차 보안방법으로 설정된 인근지역(경찰서, 경비업체 등)으로 ARS 서비스를 수행하고, 침입 사실 및 침입 물체에 대한 영상 정보는 인터넷을 통해 지정된 곳으로 전송된다.
본 발명의 특징을 도 7을 통해 정리해 보면; 상기 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보안 시스템에서 센서 감지, 카메라 위치 제어 및 근접 녹화, 조명 제어 등의 동작이 수행되기 위한 연관성을 도시한 도면이다.
보안 시스템을 종합 관리 및 제어하는 서버(100)는 센서의 감지 신호를 통해 이상 여부를 감지하는데, 특정 센서가 감응하여 이상 발생 신호를 발생하게 되면 해당 클라이언트(200)를 제어하여 센서가 위치한 공간을 감시하는 카메라의 촬영 위치를 제어한다. 그러면, 상기 클라이언트(200)에서는 카메라를 통해 입력된 영상을 색 추적 및 모션 캡쳐에 의거 침입 물체를 판단하고, 침입 물체를 근접 촬영하여 해당 영상(I1)을 저장한다. 또한, 도시된 바와 같이 침입 물체가 임의의 t1~tn 시간(추적 물체 감지시간)동안 이동하는 경로를 추적하여 해당 카메라의 촬영 위치를 자동으로 제어하고, 촬영된 영상(In)을 저장한다. 이렇게 자동 추적 촬영되어 저장된 영상 데이터는 상기 서버(100)로 보내지고, 상기 서버(100)의 백업부(150)에 저장된다. 동시에 야간 방범시 상기 서버(100)는 침입 물체가 출현하면 연계된 관제실(10)에 접점 제어를 통해 조명을 점등하라는 제어 신호를 전송하여 조명제어를 하고, 도시하지는 않았지만 기타 비상 모드가 상기 서버(100)의 제어 하에 진행한다. 근접 촬영된 영상은 침입자의 식별을 용이하게 할 것이다. 또한, 녹화 화면 검색시에도 이상 발생된 화면만 신속히 검색할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 보안 시스템은 동시에 다수의 카메라를 제어하고, DVR 기능 및 위치 추적, 근접 촬영을 수행하여 최적의 보안 환경을 제공한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법 및 보안 시스템은 동시에 다수의 카메라를 제어하고, DVR 기능 및 위치 추적, 근접 촬영을 수행하여 최적의 보안 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 어떤 시설 환경 하에서도 침입 물체에 대한 식별이 용이하고, 침입 물체를 정확히 확인하고 아울러 침입 물체의 이동 경로를 추적하고, 침입 물체를 근접 촬영하는 내용을 저장할 수 있어 침입에 즉각적으로 대처하여 소중한 생명과 재산을 보호할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 저렴한 비용으로도 침입 물체의 위치 추적 및 근접 녹화를 구현하여 무인화/자동화된 인공지능형 보안 및 방범 시스템을 통해 완벽한 보안 태세를 구축할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법에 있어서:
    카메라를 통해 입력되는 실시간 영상에 대한 캡쳐 화면과 상기 카메라의 감시 영역 영상에 대한 기준 화면의 색 변화를 비교하는 과정;
    상기 비교결과 상기 캡쳐 화면과 기준 화면의 색 변화가 설정 기준치 이상이면 색 변화가 있는 화면 영역의 침입 물체에 대한 색 추적 및 모션 캡쳐 비교에 의해 침입 물체에 대향한 상기 카메라의 촬영 위치를 제어하는 침입 물체 자동 추적 과정;
    상기 침입 물체에 대하여 근접 촬영이 이루어지도록 상기 카메라의 줌을 제어하는 과정;
    상기 침입 물체가 색 추적에 의해 감지되지 않을 때까지 침입 물체를 추적하는 카메라를 통해 입력되는 추적 영상 및 근접 영상을 소정 포맷으로 변환 저장하는 과정; 및
    상기 침입 물체 출현에 따른 알람 발생, 메시지 전송, 조명 제어 등의 설정된 비상모드를 진행하는 과정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법은:
    상기 비교결과 상기 캡쳐 화면과 기준 화면의 색 변화가 설정 기준치 이상이고, 서로 다른 위치 영역에 색 변화가 존재하는 침입 물체 복수인 경우 각 추적 물체에 대하여 순차적으로 색 추적 및 모션 캡쳐 비교에 의해 순차적인 상기 카메라의 촬영 위치를 제어하는 복수 침입 물체의 자동 추적 과정;을 더 구비함을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 카메라를 통해 입력되는 실시간 영상에 대한 캡쳐 화면과 상기 카메라의 감시 영역 영상에 대한 기준 화면의 색 변화 비교 과정은;
    상기 카메라 감시 영역을 풀 줌-아웃 하여 촬영한 전체 화면에 대한 화면 분할한 격자별 색을 코드화하여 기준 화면으로 설정하는 단계;
    상기 캡쳐 화면에 대해 격자별 색 코드를 수행하는 단계;
    상기 캡쳐 화면과 기준 화면에 대한 격자별 색 코드 값 차이 비교에 의해 차이 값 오차 범위를 초과하는가를 판단하는 단계; 및
    상기 오차 범위를 초과한 색 변화 발생 격자의 주변 격자에 대한 변화가 기준치 이상인 경우를 침입 물체로 판단하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 침입 물체에 대한 카메라 근접 촬영은 상기 침입 물체의 상단부가 일정크기로 촬영될 수 있도록 상기 침입 물체의 상단부를 향하여 상기 카메라가 줌-인을 제어하여 수행됨을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 카메라를 통해 입력되는 침입 물체에 대한 영상 저장시 상기 카메라로부터의 아날로그 영상은 디지털 데이터로 변조되고, 변조된 디지털 데이터를 소정 포맷으로 변환 저장하며, 초당 소정 프레임의 영상을 저장함을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 보안 방법은:
    연동되는 센서의 감지 신호에 의거 감응한 센서에 대응하여 상기 카메라의 위치를 제어하는 과정;을 더 구비함을 특징으로 하는 위치 추적 및 근접 녹화를 이용한 보안 방법.
  7. 보안 시스템에 있어서:
    상기 보안 시스템이 설치되는 시설물의 소정 위치에 설치되어 센서 감지 신호를 발생하는 센서와,
    상기 센서가 적어도 하나 이상 연결되어 상기 센서로부터의 센서 감지 신호를 출력하는 인터페이스와,
    구비되는 다수의 입력 포트에 하나 이상의 인터페이스가 연결되고, 출력포트에 조명 관제실에 연결되어 신호의 출입을 담당하는 메인 콘트롤 박스와,
    상기 메인 콘트롤 박스와 연결되며 상기 인터페이스(들)로부터의 센서 감지 신호를 수신하여 센서의 감응 결과 및 이상 발생된 센서의 위치, 해당 클라이언트의 검색 및 카메라 제어를 수행하고, DVR 기능, 자동 경보 기능, 조명 제어, 영상 디스플레이를 제어하는 서버와,
    상기 서버와 연결되어 영상 데이터를 저장하는 백업부와,
    다수의 입출력 포트를 통해 연결된 상기 서버와 클라이언트의 데이터 송수신을 담당하는 스위칭 허브와,
    상기 서버의 제어에 의거 영상을 디스플레이 하는 표시장치를 구비하는 메인 서버; 및
    상기 시설물 환경에 적합한 감시 영역을 감시하도록 적어도 하나 이상 설치 운용되며, 위치 제어에 의해 상하좌우 회전이 가능하고, 줌-인/줌-아웃 제어에 의한 근원 촬영이 가능한 카메라(들)와,
    다수의 채널을 구비하며, 연결된 카메라(들)의 동작 및 위치 제어, 영상 입력 신호 처리를 담당하는 멀티플렉서와,
    상기 멀티플렉서에 연결되어 상기 카메라의 위치 제어, 영상 입력 및 저장을 처리하며, 상기 카메라를 통해 입력되는 실시간 영상에 대한 캡쳐 화면과 상기 카메라의 감시 영역 영상에 대한 기준 화면의 색 변화를 비교하고, 상기 색 변화가 설정 기준치 이상이면 색 변화가 있는 화면 영역의 침입 물체에 대한 색 추적 및 모션 캡쳐 비교에 의해 침입 물체에 대향한 상기 카메라의 촬영 위치 및 근접 촬영, 복수의 추적 물체에 대한 순차적 카메라 위치를 제어하고, 상기 카메라를 통해 입력되는 추적 영상 및 근접 영상을 소정 포맷으로 변환 저장하며, 저장된 영상을 상기 스위칭 허브를 통해 상기 메인 서버로 전송하며, 상기 메인 서버로부터의 카메라 위치 제어 신호를 포함한 상기 메인 서버와 실시간 상황 데이터를 송수신하는 클라이언트;로 구성됨을 특징으로 하는 보안 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 메인 서버는 독립적인 다수의 클라이언트와 연결 운영됨을 특징으로 하는 보안 시스템.
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