KR20030037910A - 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 침입 감지, 사냥, 동물 감시 등과 같이 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지할 필요가 있는 시스템에 이용할 수 있는 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템에 있어서, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보, 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터, 및 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 제1 영상 저장 수단; 영상 신호를 획득하기 위한 영상 획득 수단; 상기 영상 획득 수단에서 획득된 영상 신호를 상기 제1 영상 저장 수단에 저장되어 있는 기준 영상 데이터와 표준 영상 정보를 이용하여 분석하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 수단; 및 상기 움직임 감지 수단에서 감지된 영상 신호를 저장하기 위한 제2 영상 저장 수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 침입 감지, 사냥, 동물 감시 등과 같이 특정 피사체를 식별하여 움직임을 감지할 필요가 있는 시스템 등에 이용됨.

Description

피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템 및 그 방법{The motion detection system and method with assigned subject recognition function}
본 발명은 침입 감지, 사냥, 동물 감시 등과 같이 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지할 필요가 있는 시스템에 이용할 수 있는 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람과 동물의 식별 또는 특정 동물만의 영상 취득과 같이 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지할 필요가 있는 경우에 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래의 움직임 감지 시스템은 대부분 각종 센서를 이용하여 구성되어 있으며, 이 시스템들의 기본 구조는 아날로그(Analog) 방식을 채택하여 이루어지고 있다. 그런데, 이러한 아날로그 방식은 주변의 환경변화에 의해 또는 설정값 등에 의해 오동작 발생 확률이 상대적으로 높다. 즉, 일조량의 변화, 기후의 변화, 인위적인 조명장치의 밝기(휘도 신호) 변화 등에 의해서 시스템의 동작 결과가 시시각각 변하므로 정확한 감지가 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 아날로그 방식보다 개선된 형태로 디지털 움직임 감지(Digital Motion Detector) 기능을 가진 움직임 감지 시스템이 등장하고 있으나, 이는 촬영된 화상 데이터의 분석 중 가장 기초적인 데이터 변화만으로 움직임을 감지한다. 또한, 이는 움직임 감지 후에도 해당 화상 데이터를 그대로 저장하는 방식으로, 기존의 기술적 성과만을 그대로 활용하는 한계를 벗어나지 못하고 있는 실정이다.
또한, 다른 종래 기술로 영상 저장 기능을 가진 방범 경보 장치가 존재하나, 이는 주어진 시간 단위로 어떠한 움직임이 감지될 때에도 카메라가 촬영을 하여 메모리에 저장하므로 이를 악용할 소지가 있다.
상기와 같은 종래 기술들은, 움직임을 검출은 하나 이 움직임의 원인이 원하는 특정 피사체의 움직임이 아닌 경우에도 이를 감지하여 저장함으로써 불필요하게 저장 자원 및 그에 따른 경비를 낭비하게 되어 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하고, 음원(특히 음성 등) 신호 검출시 또는 영상과 음원 신호 검출시에 음원 신호를 녹음하도록 한 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하고, 음원 신호 검출시 또는 영상과 음원 신호 검출시에 음원 신호를 획득한 후에 획득한 영상/음원 신호를 압축하여 통신 매체를 통하여 원/단거리 전송한 다음에 원 신호로 복원 재생하도록 한 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 피사체의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하고, 음원 신호 검출시 또는 영상과 음원 신호 검출시에 음원 신호를 녹음하며, 특정 피사체에 대하여 경보 신호를 발생하거나 구조 신호를 요청하는 움직임 감지 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 움직임 감지 시스템에 부가되어 이용되는 음원 감지 시스템의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 영상 획득부 11: 저 조도 비디오 카메라
13 : 색 복호기 20 : 영상 신호 분석 및 메모리 제어기
30 : 영상 저장부 31 : 제1 메모리
32 : 제2 메모리 40 : 경보기
50 : 영상 저장 및 재생부 51 : 저장용 메모리 제어 및 영상 신호 생성기
54 : 비 휘발성 메모리 카드 56 : 영상 신호 복원기
58 : 영상 모니터 60 : 마이크
62 : 음원 신호 분석기 64 : 음원 신호 변환기
67 : 음원 저장용 메모리 70 : 음원 재생기
72 : 스피커
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템에 있어서, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보, 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터, 및 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 제1 영상 저장 수단; 영상 신호를 획득하기 위한 영상 획득 수단; 상기 영상 획득 수단에서 획득된 영상 신호를 상기 제1 영상 저장 수단에 저장되어 있는 기준 영상 데이터와 표준 영상 정보를 이용하여 분석하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 수단; 및 상기 움직임 감지 수단에서 감지된 영상 신호를 저장하기 위한 제2 영상 저장 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 장치는, 상기 제2 영상 저장 수단에 저장되어 있는 감지 영상 데이터를 재생하기 위한 영상 재생 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 장치는, 상기 영상 감지 수단에서 특정 피사체의 움직임이 감지된 경우에 발생되는 감지 신호에 따라 경보를 발생시키기 위한 경보 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 장치는, 마이크를 통해서 획득된 음원 신호를 분석하여 음원 신호의 감지여부를 검출하기 위한 음원 신호 분석 수단; 상기 음원 신호 분석 수단에서 음원 신호가 검출된 경우에 아날로그 음원 신호를 디지털 음원 신호로 변환하고 메모리 제어 신호를 생성하기 위한 음원 신호 변환 수단; 상기 음원 신호 변환 수단으로부터의 메모리 제어 신호에 따라 상기 음원 신호 변환 수단으로부터의 음원 신호를 저장하기 위한 음원 저장 수단; 및 상기 음원 저장 수단에 음원 재생 제어 신호를 보내 저장된 음원 데이터를 읽어내어 복원하여 스피커를 통해 청취할 수 있도록 하기 위한 음원 재생 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 방법은, 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템에 적용되는 움직임 감지 방법에 있어서, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보를 설정하는 제 1 단계; 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정하는 제 2 단계; 입력 영상 신호를 상기 설정된 기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지하는 제 3 단계; 상기 움직임이 감지된 영상 신호의 표준 영상 정보를 획득하는 제 4 단계; 상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별하는 제 5 단계; 및 원하는 특정 피사체가 촬영된 영상 데이터를 저장하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 방법은, 상기 제 6 단계에서 저장된 영상 데이터를 재생하여 디스플레이하는 제 7 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 방법은, 상기 제 5 단계에서 특정 피사체를 식별한 후에, 상기 획득된 영상의 색상 정보와 상기 표준 영상 정보의 색상 정보를 비교하여 특정 피사체를 한 번 더 식별하는 제 8 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 특정 피사체를 식별하여 감지하기 위하여, 프로세서를 구비한 움직임 감지 시스템에, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보를 설정하는 제 1 기능; 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정하는 제 2 기능; 입력 영상 신호를 상기 설정된 기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지하는 제 3 기능; 상기 움직임이 감지된 영상 신호의 표준 영상 정보를 획득하는 제 4 기능; 상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별하는 제 5 기능; 및 원하는 특정 피사체가 촬영된 영상 데이터를 저장하는 제 6 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 상기 본 발명은, 상기 제 6 기능에서 저장된 영상 데이터를 재생하여 디스플레이하는 제 7 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 상기 본 발명은, 상기 제 5 기능에서 특정 피사체를 식별한 후에, 상기 획득된 영상의 색상 정보와 상기 표준 영상 정보의 색상 정보를 비교하여 상기 특정 피사체를 한 번 더 식별하는 제 8 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 카메라에서 입력되는 화상 데이터를 분석하여 피사체가 사용자가 지정한 특정 피사체(예 : 사람 또는 특정 동물 등)인지를 식별하여 해당 피사체이면 이를 저장 장치에 기록한다. 예를 들어, 방범용 시스템에서는 침입자만을 저장하고자 할 때 고양이나 개 등 동물은 저장하지 않으면서 침입자만을 감지하여 저장 장치에 저장하거나, 사냥용 시스템에서는 특정 동물을 입력한 경우에 그 동물이 나타났을 경우에만 저장 장치에 저장하는 등 특정 피사체의 출현을 감지하여 저장 장치에 저장한다.
이처럼 본 발명은 센서의 오동작을 방지하기 위해 영상 신호를 분석하여 피사체가 취득하고자 하는 특정 피사체의 형태를 가진 것인지를 분석하여 분석 결과가 지정한 특정 피사체 형태를 가진 것으로 분석되는 결과가 발생되는 경우에는 저장 장치에 저장하는 디지털(Digital) 방식으로 감지 신뢰도를 향상시킬 수 있고,피사체 모두를 감지하는 것이 아니라 움직임의 원인이 지정한 특정 피사체에 의한 것인지를 식별하여 저장함으로써 저장 장치의 사용 효율성을 향상시킬 수 있으며, 데이터 저장 기능과 이의 디스플레이 기능을 포함함으로써 이미 상용화되어 있는 디스플레이 장치를 이용하여 쉽게 시청할 수 있어 사용의 편리성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 취득한 영상 및 음원(예 : 음성) 데이터를 유무선 통신 매체를 통해 원/단 거리 전송을 위해 통신 매체와 연결시킨다. 즉, 본 발명은 취득한 영상 데이터 및 음원 데이터를 각 통신 매체를 통하여 원/단거리 전송을 위해, 먼저 취득한 원 데이터를 압축하고 이를 전송 매체의 형식(Protocol)에 맞도록 형식을 재구성(Encoding)하여 전송한다. 영상 데이터를 전송받은 수신 측에서는 이를 다시 원 영상 데이터로 복원(Decoding)한 후 이를 각 디스플레이 장치(Display device)에 표시할 수 있도록 한 후 표시함으로써 사용자가 이를 인식할 수 있도록 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시례를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 움직임 감지 시스템은, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보(윤곽 정보), 영상 신호 분석을 위한 기준 영상데이터, 및 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 영상 저장부(30), 영상 신호를 획득하기 위한 영상 획득부(10), 상기 영상 획득부(10)에서 획득된 영상 신호를 상기 영상 저장부(30)에 저장되어 있는 기준 영상 데이터와 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 이용하여 분석하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 영상 신호 분석 및 메모리 제어기(20), 및 상기 영상 신호 분석 및 메모리 제어기(20)에서 감지된 영상 신호를 저장하고 재생하기 위한 영상 저장 및 재생부(50)를 구비한다.
이 때, 본 발명은 상기 구성요소 중 영상 저장 및 재생부(50)의 재생 기능(재생부)은 별도로 구성할 수 있다.
한편, 본 발명은 영상 저장 및 재생부(50)를 원/단거리에 설치한 후에, 감지 영상 신호를 압축하고 전송 프로토콜에 맞게 재구성한 후에 통신 매체를 통하여 전송하여 저장하고 필요한 경우에 원 신호를 복원 재생할 수 있다.
한편, 본 발명은 영상 저장 및 재생부(58)를 일체형으로 구성할 수도 있다.
상기 각 구성요소의 구체적인 실시예를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 영상 획득부(10)는 피사체를 촬영하여 영상을 획득하기 위한 저 조도 비디오 카메라(11)와 상기 저 조도 비디오 카메라(11)에서 획득된 영상 신호로부터 동기 신호와 디지털화된 영상 신호를 얻기 위한 색 복호기(13)를 포함하며, 그 외의 다른 여러 가지 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 저 조도 비디오 카메라(11)가 흑백인 경우에는 색 복호기(13) 대신에 아날로그-디지털 변환기(ADC : Analog-to-Digital Converter)와 동기 신호 분리기가 사용될 수도 있다(도면에 도시되지 않음).
그리고, 상기 저 조도 비디오 카메라(11)에서 출력되는 영상 신호(12)를 색 복호기(Color decoder)(13)에 인가하면 이로부터 동기 신호와 디지털화된 영상 데이터(14)가 출력되어 영상 신호 분석 및 메모리 제어기(20)에 인가된다.
이 때, 영상 신호 분석 및 메모리 제어기(20)의 메모리 제어기에서는 우선적으로 한 화면의 크기가 결정되어 져야 한다. 이 크기는 저장할 데이터의 수, 즉 디스플레이되어지는 화상의 해상도 등에 의해서 결정되어 진다. 이 크기가 결정되어지면 한 화면을 저장할 수 있는 제1 및 제2 메모리(31,32)의 크기, 즉 주소 영역이 결정되어 진다.
이 때, 영상 신호 분석 및 메모리 제어기(20)는 결정된 영역에 따라 각종 메모리 제어신호(21), 즉 주소 스트로브(Address Strobe) 신호, 쓰기/읽기 제어 신호, 메모리 주소 등을 생성한다. 여기서, 메모리 주소는 행, 열에 대해 선형적으로 증가한다. 즉, 입력 영상의 한 수평 성분에 대해 열 주소는 선형적으로 증가하며, 또한 입력 신호의 수직 성분에 대해서 행 주소가 선형적으로 증가한다. 이들 메모리 주소 신호는 입력되는 영상 신호의 수직, 수평 동기와 색 복호기(Color decoder)(13)의 영상 신호의 발생 방식에 따라 생성 방식이 결정된다. 즉, 입력 신호를 색 복호기(13)에서 복호화(decoding)하는 방식에 의존한다.
한편, 상기 영상 저장부(30)는 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터와 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 제1 메모리(31) 및 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 저장하기 위한 제2 메모리(32)를 구비하는데, 그 상세 동작은 다음과 같다.
먼저, 저 조도 비디오 카메라(11)의 위치를 고정시키고 카메라가 고정된 상태에서 촬영된 화면을 영상 신호 분석기 및 메모리 제어기(20)가 영상 신호 분석을 위한 기준 화면으로 제1 메모리(31)의 특정 영역에 저장한다. 이 때, 특정 영역 지정은 메모리 분할 방식으로 이루어지며 통상적으로 최상위 번지들로 구분한다. 이 후에, 분석 모드로 움직임 감지 시스템이 동작되면 입력되는 영상 신호를 제1 메모리(31)의 기준 화면 영역 이외의 주소 번지에 저장한다. 이 때, 화면의 크기는 기준 화면과 동일하다.
이 후에, 영상 신호 분석기 및 메모리 제어기(20)는 입력 영상 신호의 한 화면을 구성하는 특정 번지들의 현재 프레임의 내용과 n프레임 이전의 내용을 비교하여 동일하면 움직임이 없는 것이고 내용이 다르면 움직임이 존재하는 것으로 판정한다. 그러나, 하나의 주소에 기록되는 영상 데이터, 즉 픽셀에 대한 내용은 움직임이 존재하지 않는다하더라도 일정하지는 않다. 왜냐하면 시스템의 실질적인 잡음 및 사용 부품의 실질 특성은 하나의 픽셀 내에서 하위 부분은 일정하지 않으나 상위 부분은 일정하다. 여기서, 상위 부분이 일정하다는 것은 유사 또는 거의 같음을 의미하는 것이다. 따라서, 데이터의 비교도 상위 부분만 수행하며 하위 부분은 수행하지 않는다. 그러나, 비교할 데이터를 한 픽셀 데이터 중에서 어느 비트까지 비교할 지는 가변할 수 있게 구성한다. 예를 들면, 8비트 중에서 상위 6비트만 비교한다든지 하는 식으로 구성한다.
그리고, 제1 메모리(31)에 저장하기 위한 메모리 제어신호(21) 및 제1 메모리(31)에 저장할 영상 데이터(22)는 색 복호기(13)의 화상 데이터 출력을 처리하고자 하는 데이터 형식으로 선택하여 출력시키도록 영상 신호 분석기 및 메모리 제어기(20)에서 이를 관장 생성한다. 이 때, 영상 신호 분석기 및 메모리 제어기(20)의 영상 신호 분석기는 메모리 크기에 알맞도록 입력 영상 데이터를 재조정하며 출력하고자 하는 데이터 형식에 맞도록 영상 데이터를 생성한다.
그리고, 영상 신호분석기 및 메모리 제어기(20)는 제1 메모리(31)에 저장되어 있는 기준 영상과 입력 영상 데이터 사이에 최상위 번지들을 제외한 동일 번지군에서 비교하여 상이한 결과가 출력되면 입력 영상 데이터와 기준 영상간에 차이가 나는 부분만 제1 메모리(31)의 또 다른 메모리 영역에 저장한다. 이렇게 하면 차이가 나는 피사체의 윤곽에 대한 정보, 즉 실질적으로 메모리 주소군을 획득할 수 있다.
이 후에, 영상 신호 분석기 및 메모리 제어기(20)는 상기 획득한 주소군(윤곽 정보)을 취득하고자 하는 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 저장하고 있는 제2 메모리(32)의 내용과 비교하여 움직임의 원인이 되는 피사체가 취득하고자 하는 특정 피사체인지를 분석한다. 상기 분석 방법은 제1 메모리(31)의 주소군을 표준 영상 정보를 저장하고 있는 제2 메모리(32)의 주소군과 일차 비교한다.
이 때, 촬영된 물체의 크기가 표준 영상과 다를 수 있으므로 제1 메모리(31)의 주소군을 확대 또는 축소한다. 확대 및 축소는 다음과 같은 방법으로 확대하거나 축소한다. 만약, 주소군이 (n), (n+1), (n+2), (n+3), (n+4), (n+5),...,(n+m)으로 되어 있으면 (n), (n+2), (n+4),...,(n+(m-1))과 같이 주소 한 번지를 건너뛰면서 취하면 1/2로 축소된 것이고, 3개 중에서 2개만 취하고 하나를 건너 뛰면 2/3로 축소된다. 그리고, 확대는 두개의 주소에 동일 데이터를 써넣게 함으로써 2배 확대를 한다. 이 때는 동일 데이터를 쓰던지 아니면 인터폴레이션(Interpolation) 기법, 즉 평균값을 쓰는 방법으로 확대한다.
이렇게 축소하면서 얻어지는 주소군과 표준 영상 정보의 주소군이 중첩되는 범위가 90%를 넘으면 취득하고자 하는 물체와 유사 물체로 인식할 수 있다. 만약, 중첩범위가 100%이면 1배 확대시켜서 한번 더 비교한다. 이렇게 하는 이유는 표준 영상이 입력 영상보다 큰 경우에는 중첩 범위가 100%가 나오기 때문이다.
일차적으로 윤곽 정보가 주소군으로 인하여 확인되면 내부의 색상 정보 비교를 수행한다. 즉, 비슷한 주소군에 동일한 또는 유사한 색상 정보가 있는지를 비교하여 이도 90%이상 중첩되는 부분이 존재하면 지정한 특정 피사체로 간주한다. 이 두 경우를 모두 만족해야 하나 촬영되는 주위가 어두운 경우에 색 정보가 제대로 읽혀 지지 않으므로 낮은 조도 상에서는 윤곽 정보만으로 식별할 수도 있다.
이렇게 감지하고자 하는 특정 피사체가 촬영되어 감지된 경우에 감지 신호(23)를 경보기(40)로 발생하여 경보를 발생시키도록 하고, 이를 보존하기 위해 플래쉬 메모리 등과 같은 비 휘발성 성질을 갖는 비 휘발성 메모리 카드(54)에 저장하기 위해 저장용 메모리 제어 및 영상 신호 생성기(51)로 전송하여 비 휘발성 메모리 카드(54)에 저장할 준비를 한다. 이 때, 사냥용 시스템 등은 경보기(40) 없이 구성하여야 하므로 경보기(40)는 본 발명의 필수 구성요소는 아니다.
그리고, 저장용 메모리 제어 및 영상 신호 생성기(51)에서는 메모리 제어 신호(52)와 저장용 데이터(53)를 생성하여 비 휘발성 메모리 카드(54)에 전송하여 감지된 영상 데이터가 저장되도록 한다.
한편, 사용자가 이를 시청하고자 할 때는 저장용 메모리 제어 및 영상 신호 생성기(51)에서 비디오 신호 복원기(56)를 동작시키기 위한 비디오 신호 복원기 제어 신호(59)를 생성하고, 비 휘발성 메모리 카드(54)로부터 이에 저장된 영상 데이터 신호(55)를 읽어 내어 영상 모니터(58)에서 볼 수 있는 비디오 신호(57)를 생성하여 시청이 가능하게 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 움직임 감지 시스템에 부가되어 이용되는 음원 감지 시스템의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 움직임 감지 시스템에 부가되어 이용되는 음원 감지 시스템은, 마이크(60)를 통해서 획득된 음원 신호를 분석하여 음원 신호의 감지여부를 검출하기 위한 음원 신호 분석기(62), 상기 음원 신호 분석기(62)에서 음원 신호가 검출된 경우에 아날로그 음원 신호를 디지털 음원 신호로 변환하고 메모리 제어 신호를 생성하기 위한 음원 신호 변환기(64), 상기 음원 신호 변환기(64)로부터의 메모리 제어 신호에 따라 상기 음원 신호 변환기(64)로부터의 음원 신호를 저장하기 위한 음원 저장용 메모리(67), 및 상기 음원 저장용 메모리(67)에 음원 재생 제어 신호를 보내 저장된 음원 데이터를 읽어내어 복원하여 스피커(72)를 통해 청취할 수 있도록 하기 위한 음원 재생기(70)를 포함한다.
이 때, 상기 음원 감지 시스템은 음원 신호 분석기(62)에서 음원 신호가 검출된 경우에 경보기(40) 또는 스피커(72) 등에 경보 신호를 전송하여 경보를 발생하도록 할 수도 있다.
특히, 본 발명에서는 여러 음원 중에서 사람의 음성을 감지한 경우에 동작되도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 상기와 같이 획득한 영상/음성 신호를 컴퓨터 시스템의 저장 장치(하드디스크, CD-ROM, 광 디스크 등)에 저장하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 움직임이 검출될 때 사용자 정의로 지정된 시간 동안 상기 검출된 영상 및 음성 신호를 정지 영상 또는 동 영상으로 브이티알(VTR) 테이프에 녹화/녹음하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 사람의 움직임 감지 시, 사용자가 미리 지정한 전화번호로 자동으로 또는 리모콘 작동에 의하여 다이얼링하여 감지 사실을 통보하도록 구성할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 설정한다(301). 이에 대한 상세 설명은 후술하기로 한다.
그리고, 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정한다(302). 즉, 감시하고자 하는 방향과 위치에 카메라를 고정시키고, 카메라가 고정된 상태에서 촬영된 영상 데이터를 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터로 특정 영역에 저장한다.
이 후에 시스템이 분석 모드로 동작하면, 입력되는 영상 신호를 상기 설정된기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지한다(303). 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 시스템에 전원이 인가되어 카메라가 작동되면 동영상 입력 신호가 시스템으로 입력된다. 이 입력 동영상 신호를 현재 영상 화면과 이전 영상 화면을 비교하여 차이가 존재하는지를 계산한다. 이때, 계산의 효율과 주변환경사이의 차를 빠른 시간 내에 분석하기 위해서는 영상 저장부의 특정 영역을 설정한다. 이는 한 화면을 저장하는 메모리 영역은 각 행 및 열에 해당 주소를 가지며 전체 화면은 각 행, 열 주소가 순차적으로 증가하면서 저장되기 때문이다. 그러나, 이들 주소가 순차적으로 증가하는 것에 따라 계산 양이 방대해져서 빠른 시간 내에 계산을 완료하지 못하므로 이를 효율적으로 하기 위해서는 행 및 열의 특정 주소만을 취하여 계산한다. 또한, 매 프레임마다 계산을 수행하는 경우에 모든 움직임은 선형성을 갖는데 대해 둔감하게 반응하므로 계산할 프레임 간격을 조절할 수 있도록 한다. 이는 주위 환경의 변화가 자주 발생하는 경우에는 민감도를 떨어 뜨려야 하기 때문이다. 이렇게 하여 현재 영상 화면과 이전 영상 화면을 비교하여 특정 주소에 해당하는 값이 차이나는 것이 전체 특정 주소의 30%이상을 차지하면 또한 차이나는 주소가 방향성을 가지면, 즉 변화되는 값의 주소가 행으로 증가하거나 감소하면 피사체가 좌우로 움직이는 것이고 열 주소가 변하면 상하 운동을 하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 행과 열 주소가 동시에 변한다 하더라도 그 벡터 값으로 움직임의 방향을 알 수 있다.
이렇게 하여 움직임이 감지가 되면 피사체의 윤곽 분석에 들어간다. 즉, 움직임이 감지된 영상 신호의 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 획득한다(304). 이 분석 방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 본 발명의 시스템이 최초로 동작 시 촬영되는 화면이 기준 영상 데이터로 저장되는데, 분석이 시작되어 기준 영상 데이터를 바탕으로 움직임의 원인이 되는 물체가 인식되면 그 영상 데이터를 메모리에 저장하고, 저장된 영상 데이터에서 기준 영상 데이터 분을 제거한다. 그러면, 움직임의 원인이 되는 물체만 남겨지게 되고, 그 윤곽선에 해당하는 메모리의 주소, 즉 표준 영상 정보(윤곽 정보)를 획득할 수 있다.
이 후에, 상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별한다(305). 즉, 상기 획득한 메모리 주소를 취득하고자 하는 특정 피사체의 윤곽 정보(표준 영상 정보)와 비교함으로써 원하는 피사체인지를 식별한다.
그러나, 원하는 피사체는 여러 형태의 윤곽정보를 가지며, 크기 또한 자유 자제로 변할 수 있고, 일부분만 촬영될 수 있으므로 이러한 경우에는 다음과 같이 분석한다. 우선, 취하고자 하는 피사체의 윤곽 정보를 피사체가 취할 수 있는 여러 형태로 표본화하여 특정 메모리에 저장한다. 촬영된 피사체의 크기와 표준 영상 정보의 크기는 벡터 기법으로 해결한다. 이 방법은 취득 정보가 표준 영상 정보에 비해 다른 경우에 취득 정보를 확대/축소하는 기법으로 이를 해결한다. 좀 더 자세히 설명하면 특정 피사체의 가능한 형태에서 각각 부분이 차지하는 비율이 일정한 값을 가지므로 이 비율에 적합한지를 비교함으로써 가능하다. 이렇게 하여 표준 영상정보와 취득 정보간에 일치하는 비율이 80%를 넘는 경우에 이를 저장한다. 이것이 가능한 이유는 동일 피사체 군간에 비교하는 것이 아니라 사람과 동물, 곰과 사슴 등과 같이 다른 피사체 군을 식별하는 것이므로 가능하다.
즉, 취득하고자 하는 피사체가 사람인 경우에는 사람이 표현할 수 있는 자세가 한정되어 있으며, 이를 분석하는 방법으로는 사람은 직립 보행을 함으로 일단 몸의 구성이 직사각형의 형태를 취하고, 만약 사람이 엎드린 형태, 즉 동물 흉내를 내더라도 사람의 팔 다리가 갖는 폭의 구성 비율은 동물에 비해 넓다. 따라서, 엎드린 형태를 취한다 하더라도 동물과 사람은 식별할 수 있으며, 다리가 구부려 지는 형태로 엎드려 지게 되므로 이를 검출하면 사람을 인식할 수 있다. 또한, 포복의 형태는 동물이 취할 수 없는 형태이므로 이를 쉽게 식별하며, 머리부분과 인접한 팔의 운동 모양을 분석하면 사람의 움직임을 식별할 수 있다.
다음으로, 특정 동물을 감지하는 경우에는 같은 과에 속한 동물은 모양의 규칙성을 가지며, 이들이 표현할 수 있는 자세 또한 한정되어 있으므로 식별이 가능하다.
상기 분석 결과, 취득하고자 하는 피사체가 촬영된 경우에 이를 비 휘발성 메모리 카드에 저장함으로써 사용자가 필요 시에 비디오 모니터를 이용하여 촬영 저장된 피사체를 확인할 수 있다(306,307). 한편, 감시자가 영상 모니터를 확인하고 있는 침입 감지 시스템 등에서는 특정 피사체가 촬영된 영상 데이터를 저장함과 함께 디스플레이하도록 구성한다.
한편, 음성 데이터도 검출이 될 때만 음성을 녹음한다. 이 때, 사용자의 전화 번호 또는 사용자가 지정한 전화 번호로 전화를 걸어 음성 정보를 전달하는 경우에 전화를 거는 동안 상황이 종료되면 음성 정보 전달이 아무런 의미를 갖지 못하므로, 움직임이 검출되면 이를 사용자가 정의한 전화 번호로 통지하여 주면서 음성 신호를 녹음함으로써 신뢰성있는 음성 정보를 확보한다.
한편, 본 발명에서는 피사체의 움직임을 감지하는데 기존의 센서 방식을 사용할 수 있다. 즉, 센서로부터 일차적인 감지를 통해 본 발명 시스템에 전원을 인가하도록 구성하거나, 사용자가 변경할 수 있는 일정 시간 동안 전원의 온/오프(ON/OFF)를 반복하는 방식으로 시스템에 전원이 인가되도록 함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 센서의 오동작을 방지하기 위해 영상 신호를 분석하여 피사체가 취득하고자 하는 특정 피사체의 형태를 가진 것인지를 분석하여 분석결과가 지정한 특정 피사체 형태를 가진 것으로 분석되는 결과가 발생되는 경우에 저장 장치에 저장함으로써 감지 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 각종 센서에 의한 침입 감지 시스템의 오 동작으로 인한 감지 시스템의 신뢰성 문제를 해결할 수 있으며, 이는 아날로그 소자의 동작 특성상 그리고 설정치의 한계상 가질 수 있는 오차의 범위를 줄여 감지 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 피사체 모두를 감지하는 것이 아니라 움직임의 원인이 지정한 특정 피사체에 의한 것인지를 식별하여 저장하고, 음성 신호도 음성 신호가 발생하는 경우에만 녹음함으로써 저장 장치의 사용 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명이 방범용으로 사용될 경우에 동물들의 움직임과 사람의 움직임을 식별하여 동물들의 움직임으로 인한 불필요한 방범 요원의 출동에 소요되는 경비를 줄일 수 있으며, 효과적인 방범 역할을 기대할 수 있다. 또한, 화상 정보 저장 시 침입자를 위주로 한 것이므로 주위의 불필요한 움직임으로 인한 화상 데이터의 저장 등 불필요한 메모리 사용을 방지함으로써 메모리 활용 효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 특정 피사체만을 촬영 저장함으로써 용도의 특수화가 가능하다. 즉, 사용자가 취하고자 하는 피사체의 종류를 선택 가능하게 하여 특정 피사체의 출현 등을 감시 조사할 수 있어 다양한 응용범위가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명은 데이터 저장 기능과 이의 디스플레이 기능을 포함함으로써 이미 상용화되어 있는 디스플레이 장치를 이용하여 쉽게 시청할 수 있어 사용의 편리성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 각종 통신 매체와 연결함으로써 특정 피사체의 출현 시에 경보 발생, 구조 신호 전송 및 영상 전송 등이 가능하다.

Claims (22)

  1. 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템에 있어서,
    특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보, 영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터, 및 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 제1 영상 저장 수단;
    영상 신호를 획득하기 위한 영상 획득 수단;
    상기 영상 획득 수단에서 획득된 영상 신호를 상기 제1 영상 저장 수단에 저장되어 있는 기준 영상 데이터와 표준 영상 정보를 이용하여 분석하여 특정 피사체를 식별하여 그 움직임을 감지하기 위한 움직임 감지 수단; 및
    상기 움직임 감지 수단에서 감지된 영상 신호를 저장하기 위한 제2 영상 저장 수단
    을 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영상 저장 수단에 저장되어 있는 감지 영상 데이터를 재생하기 위한 영상 재생 수단
    을 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 저장 수단과 상기 영상 재생 수단은, 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영상 저장 수단은,
    영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터와 입력 영상 데이터를 저장하기 위한 제1 메모리; 및
    특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보를 저장하기 위한 제2 메모리
    를 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 움직임 감지 수단은,
    영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정한 후에, 입력 영상 신호를 상기 설정된 기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지하여 표준 영상 정보를 획득한 다음에, 상기 획득된 표준 영상 정보를 기설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별하여 저장하는 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 표준 영상 정보는,
    특정 피사체의 형태에 관한 윤곽 정보인 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 윤곽 정보는,
    메모리의 주소군인 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 표준 영상 정보 비교 과정은,
    상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 기설정되어 있는 표준 영상 정보와 그대로 비교한 후에, 확대 또는 축소하여 비교하는 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 표준 영상 정보를 비교하여 특정 피사체를 식별한 후에, 상기 획득된 영상의 색상 정보와 상기 표준 영상 정보의 색상 정보를 비교하여 상기 특정 피사체를 다시 식별하는 과정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 감지 수단에서 특정 피사체의 움직임이 감지된 경우에 발생되는 감지 신호에 따라 경보를 발생시키기 위한 경보 수단
    을 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마이크를 통해서 획득된 음원 신호를 분석하여 음원 신호의 감지여부를 검출하기 위한 음원 신호 분석 수단;
    상기 음원 신호 분석 수단에서 음원 신호가 검출된 경우에 아날로그 음원 신호를 디지털 음원 신호로 변환하고 메모리 제어 신호를 생성하기 위한 음원 신호 변환 수단;
    상기 음원 신호 변환 수단으로부터의 메모리 제어 신호에 따라 상기 음원 신호 변환 수단으로부터의 음원 신호를 저장하기 위한 음원 저장 수단; 및
    상기 음원 저장 수단에 음원 재생 제어 신호를 보내 저장된 음원 데이터를 읽어내어 복원하여 스피커를 통해 청취할 수 있도록 하기 위한 음원 재생 수단
    을 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 음원 신호 분석 수단에서 음원 신호가 감지된 경우에 발생되는 감지 신호에 따라 경보를 발생시키기 위한 경보 수단
    을 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 음원 신호는 여러 음원 중에서 사람의 음성 신호인 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템.
  14. 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 시스템에 적용되는 움직임 감지 방법에 있어서,
    특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보를 설정하는 제 1 단계;
    영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정하는 제 2 단계;
    입력 영상 신호를 상기 설정된 기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지하는 제 3 단계;
    상기 움직임이 감지된 영상 신호의 표준 영상 정보를 획득하는 제 4 단계;
    상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별하는 제 5 단계; 및
    원하는 특정 피사체가 촬영된 영상 데이터를 저장하는 제 6 단계
    를 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 6 단계에서 저장된 영상 데이터를 재생하여 디스플레이하는 제 7 단계
    를 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서 특정 피사체를 식별한 후에, 상기 획득된 영상의 색상 정보와 상기 표준 영상 정보의 색상 정보를 비교하여 상기 특정 피사체를 한 번 더 식별하는 제 8 단계
    를 더 포함하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표준 영상 정보는,
    특정 피사체의 형태에 관한 윤곽 정보인 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 윤곽 정보는,
    메모리의 주소군인 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 5 단계의 비교 과정은,
    상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 그대로 비교한 후에, 확대 또는 축소하여 비교하는 것을 특징으로 하는 피사체 식별이 가능한 움직임 감지 방법.
  20. 특정 피사체를 식별하여 감지하기 위하여, 프로세서를 구비한 움직임 감지 시스템에,
    특정 피사체의 형태에 관한 표준 영상 정보를 설정하는 제 1 기능;
    영상 신호 분석을 위한 기준 영상 데이터를 설정하는 제 2 기능;
    입력 영상 신호를 상기 설정된 기준 영상 데이터와 비교하여 움직임을 감지하는 제 3 기능;
    상기 움직임이 감지된 영상 신호의 표준 영상 정보를 획득하는 제 4 기능;
    상기 획득된 표준 영상 정보를 상기 설정되어 있는 표준 영상 정보와 비교하여 특정 피사체인지를 식별하는 제 5 기능; 및
    원하는 특정 피사체가 촬영된 영상 데이터를 저장하는 제 6 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 6 기능에서 저장된 영상 데이터를 재생하여 디스플레이하는 제 7 기능
    을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 제 5 기능에서 특정 피사체를 식별한 후에, 상기 획득된 영상의 색상 정보와 상기 표준 영상 정보의 색상 정보를 비교하여 상기 특정 피사체를 한 번 더 식별하는 제 8 기능
    을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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