KR20090091539A - System for monitoring occurrence of dangerous motion - Google Patents

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Abstract

A danger operation generation monitor system capable of monitoring the danger operation of a mobile body existing within a photographic image obtained through an image purpose on a real time basis is provided to monitor the danger operation of the moving body existing within the photographic image by analyzing the image frame based on a temporal template. An image photographing unit(100) takes a picture of image. A dangerous action monitoring unit(200) analyzes the image photographed through the image shooting unit. It confirms whether to be object appearance through analysis. If the object comes out, the danger dynamic monitor determines whether the operating variation of the object is applicable to the danger operation. The danger operation generation emergency signal is outputted through the recognition. The image shooting unit comprises a USB web camera.

Description

위험 동작 발생 감시 시스템{System for Monitoring Occurrence of Dangerous Motion}System for Monitoring Occurrence of Dangerous Motion

본 발명은 위험 동작 발생 감시 시스템에 관한 것으로, 특히 영상 촬영을 통해 획득된 촬영 영상 내에 존재하는 이동체의 위험 동작을 실시간으로 감시할 수 있도록 하는 위험 동작 발생 감시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dangerous motion occurrence monitoring system, and more particularly, to a dangerous motion occurrence monitoring system for real-time monitoring of a dangerous motion of a moving object existing in a captured image obtained through image capturing.

오늘날 어린이나 노인 또는 환자 등의 보호가 필요한 사람들의 위험 동작 발생 여부를 감시하여 위험 상황을 알리는 기술의 개발이 활발히 진행되고 있다.Today, there is an active development of a technology for notifying a dangerous situation by monitoring a dangerous operation of a child, an elderly person or a patient who needs to protect the patient.

최근에는 목이나 허리에 착용 가능하며 넘어진 사람이 버튼을 눌러 가까운 응급센터로 도움을 요청할 수 있게 하는 커뮤니티 알람(Community Alarm) 장치나, 가속도 센서(Accelerometers)를 가슴이나 벨트에 착용하여 넘어질 때 가속도 값이 갑자기 변화하는 것을 감지하여 자동으로 보호자나 의사에게 위급 상황 발생을 알리는 웨어러블 폴 검출 장치(Wearable Fall Detection Device) 등이 일반적으로 어린이나 노인 또는 환자 등의 위험 동작 발생 여부를 감시하는 장치로 활용되고 있 다.Recently worn on the chest or belt, a community alarm device or acceleration sensor (accelerometers) that can be worn around the neck or waist and allows a person to fall down for assistance at the nearest emergency center with the push of a button. Wearable Fall Detection Device, which detects sudden changes in value and automatically alerts guardian or doctor to emergencies, is commonly used as a device to monitor dangerous behavior of children, the elderly, or patients. It is becoming.

그러나, 위험 동작 감시가 필요한 어린이나 노인 또는 환자들은 커뮤니티 알람 장치 또는 웨어러블 폴 검출 장치와 같은 종래의 위험 동작 감시 장치들을 착용하는 것을 종종 잊어버리거나, 혹은 커뮤니티 알람 장치를 착용하고 있다 하여도 넘어짐 등의 위험 동작 발생시 정신을 잃거나, 심각한 부상으로 인해 움직일 수가 없어, 버튼을 누르는 등의 행위를 통해 위급 상황 발생을 알릴 수가 없기 때문에, 위험 동작으로 인한 부상 발생시 신속하게 대처하기 어려운 문제점이 있다.However, children, seniors or patients who need to monitor dangerous motion often forget to wear conventional dangerous motion monitoring devices such as community alarms or wearable pole detection devices, or even fall over wearing community alarm devices. It is difficult to cope quickly when an injury occurs due to a dangerous operation because it is not possible to move out of mind or to move due to serious injuries when dangerous operation occurs.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 영상 촬영을 통해 획득된 영상 프레임을 시간적 템플릿 기반으로 분석하여 촬영 영상 내에 존재하는 이동체의 위험 동작을 실시간으로 감시할 수 있도록 하는 위험 동작 발생 감시 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the problems described above, the risk operation to monitor the dangerous motion of the moving object present in the captured image in real time by analyzing the image frame obtained through the image based on the temporal template To provide a generation monitoring system, the purpose is.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 시스템은, 영상을 촬영하는 영상 촬영부와; 상기 영상 촬영부를 통해 촬영된 영상을 분석하여 객체 출현 여부를 확인하고, 객체 출현시 객체의 동작 변화 정도가 위험 동작에 해당하는 지를 판단하여 위험 동작에 해당하는 경우, 위험 동작이 발생한 것으로 인식하여 위험 동작 발생 경보를 출력하는 위험 동작 감시부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In order to achieve the object as described above, the dangerous operation occurrence monitoring system according to an embodiment of the present invention, the image capture unit for taking an image; Analyzing the image taken through the image capturing unit to determine whether the object appeared, determine whether the degree of change of the operation of the object corresponds to the dangerous movement when the object appears, if it corresponds to the dangerous movement, it is recognized that the dangerous movement has occurred It is preferable to include a dangerous operation monitoring unit for outputting an operation occurrence alarm.

본 발명의 위험 동작 발생 감시 시스템에 따르면, 영상 촬영을 통해 획득된 영상 프레임을 시간적 템플릿 기반으로 분석하여 촬영 영상 내에 존재하는 이동체의 위험 동작을 실시간으로 감시함으로써, 노인 및 환자 등이 갑자기 쓰러지는 경우에 발생될 수 있는 심각한 부상들에 대해 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다. According to the dangerous motion generation monitoring system of the present invention, by analyzing the video frame obtained through the video shooting based on the temporal template, by monitoring the dangerous motion of the moving object existing in the captured video in real time, when the elderly and patients suddenly fall down It is effective to deal quickly with serious injuries that may occur.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 다른 위험 동작 발생 감시 시스템 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the dangerous operation occurrence monitoring system and method according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a dangerous operation occurrence monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 시스템의 구성은 영상 촬영부(100)와, 위험 동작 감시부(200)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the dangerous motion occurrence monitoring system according to an embodiment of the present invention includes an image capturing unit 100 and a dangerous motion monitoring unit 200.

영상 촬영부(100)는 자신이 설치된 장소의 촬영 영역 내에서 영상을 촬영하여 촬영된 영상을 실시간으로 위험 동작 감시부(200)로 전달한다. 예를 들어, 영상 촬영부(100)는 컴퓨팅 장치용 USB 웹 카메라 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The image capturing unit 100 captures an image in a capturing area of a place where the image capturing unit is installed and transmits the captured image to the dangerous motion monitoring unit 200 in real time. For example, the image capturing unit 100 may include a USB web camera for a computing device.

위험 동작 감시부(200)는 영상 촬영부(100)로부터 영상을 전달받음에 따라, 전달받은 영상에 객체 출현 여부를 확인하고, 객체 출현시 출현된 객체의 동작 변화 정도가 위험 동작에 해당하는 지를 판단하여 위험 동작에 해당하는 경우, 위험 동작 발생 경보를 출력하는 한편, 위험 동작에 해당하는 영상을 재생한다.As the dangerous motion monitoring unit 200 receives an image from the image capturing unit 100, the dangerous motion monitoring unit 200 checks whether an object appears in the received image and determines whether the degree of change in the motion of the object that appears when the object corresponds to a dangerous motion. If it is determined that the dangerous operation corresponds to a dangerous operation, a dangerous operation occurrence alarm is output and an image corresponding to the dangerous operation is reproduced.

아울러, 위험 동작은 갑자기 쓰러지는 동작, 즉 낙상 동작 및 넘어짐 동작 등을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the dangerous operation preferably includes a sudden falling operation, that is, a falling operation and a falling operation.

한편, 위험 동작 감시부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 처리 수단(210), 광도 프레임 생성 수단(220), 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230), 영상 프레임 저장 수단(240), 경보 출력 수단(250), 영상 출력 수단(260) 및 제어 수 단(270)을 포함하여 이루어진다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 2, the dangerous motion monitoring unit 200 may include an image processing unit 210, a luminance frame generating unit 220, a temporal template image generating unit 230, an image frame storing unit 240, Alarm output means 250, the image output means 260 and the control means 270 is made.

영상 처리 수단(210)은 영상 촬영부(100)로부터 실시간으로 영상을 전달받아, 전달받은 영상을 특정 시간 주기로 캡쳐하여 영상 프레임을 생성하고, 생성된 영상 프레임을 재생 순서에 따라 순차적으로 제어 수단(270)으로 전달한다. 예를 들어, 영상 처리 수단(210)은 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 촬영부(100)로부터 전달받은 영상을 특정 시간 주기로 캡쳐하여 영상 프레임을 생성한다.The image processing unit 210 receives an image in real time from the image capturing unit 100, captures the received image at a specific time period, generates an image frame, and sequentially controls the generated image frame according to a playback order ( 270). For example, as illustrated in FIG. 3, the image processing unit 210 captures an image received from the image capturing unit 100 at a specific time period to generate an image frame.

광도 프레임 생성 수단(220)은 제어 수단(270)으로부터 객체 출현 영상 프레임들을 전달받음에 따라, 전달받은 각 객체 출현 영상 프레임을 이루는 픽셀의 휘도 성분을 이용하여 객체 출현 영상 프레임별 광도 프레임을 생성하여 제어 수단(270)으로 전달하되, 광도 프레임을 생성할 때, 광도 프레임 내에 존재하는 객체를 휘도 성분으로 이루어진 실루엣 형태로 변형시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광고 영상 프레임 변환 수단은 도 4에 도시된 바와 같이, 객체 출현 영상 프레임을 광도 프레임으로 변환시, 영상 프레임 내에 존재하는 객체를 실루엣 형태로 변형시키게 된다.As the luminance frame generating means 220 receives the object appearance image frames from the control means 270, the luminance frame generating means 220 generates a luminance frame for each object appearance image frame by using the luminance component of the pixels constituting the received object appearance image frames. While transmitting to the control means 270, when generating the luminance frame, it is preferable to transform the object present in the luminance frame into a silhouette form of the luminance component. For example, as illustrated in FIG. 4, the advertisement image frame converting means transforms an object present in the image frame into a silhouette form when the object appearance image frame is converted into a luminance frame.

한편, 광도 프레임 생성 수단(220)은 광도 프레임을 생성할 때, 제어 수단(270)으로부터 전달받은 객체 출현 영상 프레임들 중 서로 인접한 프레임 간의 픽셀값 차를 이용하여 차영상들을 획득하고, 획득된 차영상들 중 서로 인접한 차영상 간의 픽셀값 차를 이용하여 광도 프레임 내에 존재하는 객체를 실루엣 형태로 변형시킨다.Meanwhile, when the luminance frame generating unit 220 generates the luminance frame, the difference images are acquired by using the pixel value difference between adjacent frames among the object appearance image frames received from the control unit 270, and the obtained difference is obtained. An object existing in the luminance frame is transformed into a silhouette form by using a pixel value difference between adjacent difference images among the images.

시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)은 제어 수단(270)으로부터 동작 발생 광 도 프레임들을 전달받음에 따라, 전달받은 동작 발생 광도 프레임들을 일정 간격별로 나누어 누적시키고, 누적된 각 일정 간격에 해당하는 프레임들 내에 존재하는 실루엣 형태로 이루어진 객체의 동작 히스토리를 시간에 따라 분석하고, 분석 결과에 따라 광도 프레임 생성 수단(220)으로부터 전달받은 동작 발생 광도 프레임들의 일정 간격별 시간적 템플릿 영상을 생성한 후, 생성된 시간적 템플릿 영상들을 제어 수단(270)으로 전달한다. 예를 들어, 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)은 도 5에 도시된 바와 같이, 동작 발생 광도 프레임들 각각에 존재하는 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 확인하여 동작 발생 광도 프레임들의 일정 간격별 시간적 템플릿 영상을 생성한다.As the temporal template image generating means 230 receives the motion generating luminance frames from the control means 270, the temporal template image generating means 230 accumulates the received motion generating luminance frames at predetermined intervals and frames corresponding to each accumulated interval. After analyzing the motion history of the object in the form of a silhouette existing in the time, and generating a temporal template image of a predetermined interval of the motion-induced brightness frame received from the brightness frame generation means 220 according to the analysis result, The temporal template images are transmitted to the control means 270. For example, as illustrated in FIG. 5, the temporal template image generating unit 230 checks the motion region size and the motion position of the object present in each of the motion generating luminous intensity frames to generate a temporal at a predetermined interval of the motion generating luminous intensity frames. Create a template image.

영상 프레임 저장 수단(240)은 제어 수단(270)의 제어에 따라 영상 프레임들을 저장한다.The image frame storage means 240 stores the image frames under the control of the control means 270.

경보 출력 수단(250)은 제어 수단(270)의 제어에 따라 위험 동작 발생 경보를 출력한다.The alarm output means 250 outputs a dangerous operation occurrence alarm under the control of the control means 270.

영상 출력 수단(260)은 제어 수단(270)의 제어에 따라 영상을 재생한다.The image output means 260 reproduces an image under the control of the control means 270.

제어 수단(270)은 영상 처리 수단(210)으로부터 영상 프레임을 순차적으로 전달받아, 전달받은 각 영상 프레임과 기설정된 기준 배경 영상 프레임 간의 비교를 통해, 각 영상 프레임 내의 객체 출현 여부를 인식함으로써, 영상 처리 수단(210)으로부터 전달되는 영상 프레임들 중 객체 출현 영상 프레임들을 검출하고, 검출된 객체 출현 영상 프레임들을 광도 프레임 생성 수단(220)으로 전달한다. 여기서, 기준 배경 영상 프레임은 영상 촬영부(100)의 촬영 영역 내에 동작 객체가 존재하지 않을 때, 영상 촬영부(100)를 통해 촬영하여 획득 설정되는 것이 바람직하다.The control means 270 sequentially receives the image frames from the image processing means 210 and recognizes whether an object appears in each image frame by comparing the received image frames with a preset reference background image frame. The object appearance image frames are detected among the image frames transmitted from the processing means 210, and the detected object appearance image frames are transmitted to the luminance frame generation means 220. Here, the reference background image frame is preferably set by capturing through the image capturing unit 100 when no motion object exists in the capturing area of the image capturing unit 100.

또한, 제어 수단(270)은 광도 프레임 생성 수단(220)으로부터 광도 프레임들을 전달받음에 따라, 전달받은 광도 프레임들 각각에 존재하는 실루엣 형태의 객체 간 동작 차이, 즉 서로 인접한 광도 프레임에 각각 존재하는 객체의 실루엣 형태를 이루는 픽셀들 간의 위치 차이를 이용하여 광도 프레임별 객체의 동작 변화량을 산출하고, 산출된 동작 변화량 크기에 따라 동작 발생 광도 프레임을 검출하며, 검출된 동작 발생 광도 프레임을 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)으로 전달한다.In addition, as the control means 270 receives the light intensity frames from the light intensity frame generation means 220, the difference in motion between the objects in the form of silhouettes present in each of the received light intensity frames, that is, in the light intensity frames adjacent to each other, respectively. Calculate the motion variation of the object for each luminosity frame by using the position difference between the pixels forming the silhouette of the object, detect the motion-induced luminosity frame according to the calculated amount of motion variation, and use the detected motion-induced luminosity frame as a temporal template image. It passes to the generating means 230.

한편, 제어 수단(270)은 광도 프레임별로 산출된 객체의 동작 변화량이 기설정된 제1기준치를 초과하는 지를 확인하여, 기설정된 제1기준치를 초과하는 경우에, 기설정된 제1기준치를 초과하는 동작 변화량을 보인 광도 프레임을 동작 발생 광도 프레임으로 인식하여 검출한다.On the other hand, the control means 270 checks whether the amount of change in the operation of the object calculated for each luminosity frame exceeds the preset first reference value, and exceeds the preset first reference value when it exceeds the preset first reference value. The luminance frame showing the amount of change is recognized and detected as the operation generated luminance frame.

또한, 제어 수단(270)은 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)으로부터 시간적 템플릿 영상들을 전달받음에 따라, 전달받은 각 시간적 템플릿 영상 내에 존재하는 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 확인하고, 확인된 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 시간적 템플릿 영상별로 객체의 동작 영역 경계 박스(500) 및 동작 중심점(510)을 설정한 후, 시간적 템플릿 영상별로 설정된 객체의 동작 영역 경계 박스(500)의 크기 및 동작 중심점(510)의 위치 비교를 통해 객체의 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 동작 중심점 위치 변화량을 산출한 후, 산출된 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인한 후, 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 경보 출력 수단(250)을 통해 위험 동작 발생 경보를 출력시키고, 영상 출력 수단(260)을 통해 위험 동작 영상을 재생시킨다.In addition, as the control means 270 receives the temporal template images from the temporal template image generating means 230, the control means 270 checks the size and position of the motion region of the object existing in each of the received temporal template images, and confirms the confirmed operation. After setting the motion area bounding box 500 and the motion center point 510 of the object for each temporal template image by using the area size and the motion position, the size and motion of the motion area bounding box 500 of the object set for each temporal template image After calculating the movement area boundary box size change and the movement center point position change amount of the object by comparing the position of the center point 510, at least one of the calculated movement area boundary box size change amount and the center point position change amount is the second reference value. After confirming whether or not it exceeds, the alarm output means 25 when the result of the check exceeds the preset second reference value. The dangerous motion occurrence alarm is output through 0) and the dangerous motion image is reproduced through the image output means 260.

이러한, 제어 수단(270)은 시간적 템플릿 영상 내에 존재하는 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 확인하고, 확인 결과를 통계적 모멘트 분석(Statistic Moment Analysis) 방식을 통해 분석하여 객체의 동작 영역 경계 박스(500) 및 동작 중심점(510)을 설정하는 것이 바람직하다.The control means 270 checks an operation region size and an operation position of the object existing in the temporal template image, and analyzes the result of the determination through a statistical moment analysis method to determine an operation region boundary box 500 of the object. And the center of motion 510 are preferred.

즉, 제어 수단(270)은 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)으로부터 전달받은 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인한 후, 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우, 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 또는 중심점 위치 변화량이 기설정된 제2기준치를 초과하는 시점부터 해당 기설정된 제2기준치 이하로 내려가는 시점까지의 시간 동안, 영상 처리 수단(210)으로부터 전달되는 영상 프레임들을 영상 프레임 저장 수단(240)에 저장시키면서, 영상 출력 수단(260)을 통해 재생시킨다.That is, the control means 270 checks whether at least one of the change amount of the operation area bounding box size and the change in the position of the center point received from the temporal template image generating means 230 exceeds the preset second reference value. When exceeding the set second reference value, the image processing means 210 for a time from the point of time when the change amount of the operation area boundary box size or the center point position exceeds the preset second reference value to the time when the value falls below the preset second reference value. The image frames transmitted from the ()) are reproduced through the image output means 260 while being stored in the image frame storage means 240.

한편, 제어 수단(270)은 통신 모듈을 구비하여 이루어져, 시간적 템플릿 영상 생성 수단(230)으로부터 전달받은 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인한 후, 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 구비된 통신 모듈을 통해 인터넷망에 접속하여 해당 접속된 인터넷망에 통신 연결되어 있는 외부 서버(예 를 들어, 응급상황처리센터 서버 등)로 위험 동작 발생을 통보함으로써, 외부 서버로 하여금 위험 동작 감시부(200)로부터 위험 동작 발생을 통보받음에 따라, 위험 동작 발생 경보를 출력하면서, 위험 동작 감시부(200)에 구비된 영상 프레임 저장 수단(240)에 저장되어 있는 영상 프레임을 불러와 재생할 수 있도록 해준다. On the other hand, the control means 270 is provided with a communication module, whether at least one of the change amount of the operation area bounding box size and the change in the position of the center point received from the temporal template image generating means 230 exceeds the predetermined second reference value; After confirming, if the check result exceeds the preset second reference value, an external server (for example, an emergency treatment center server) connected to the internet network through the provided communication module and connected to the connected internet network Etc.) by notifying the occurrence of the dangerous motion, the external server is notified of the dangerous motion occurrence from the dangerous motion monitoring unit 200, and outputs a dangerous motion occurrence alarm, while the image provided in the dangerous motion monitoring unit 200 is provided. The image frame stored in the frame storage means 240 can be called and played back.

이러한, 외부 서버는 도면에는 도시되지 않았지만, 위험 동작 발생 경보를 출력하기 위한 경보 출력 장비, 영상 재생을 위한 영상 출력 장비 및 인터넷망을 통한 위험 동작 감시부(200)와의 통신 연결을 위한 통신 장비 등을 포함하여 이루어질 수 있다.Although not shown in the drawings, the external server may include an alarm output device for outputting a dangerous motion occurrence alarm, a video output device for reproducing an image, and a communication device for communication connection with the dangerous motion monitoring unit 200 through the Internet. It may be made, including.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram sequentially illustrating a method of monitoring a dangerous operation occurrence according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 방법을 설명하면, 먼저 타인의 보호가 필요한 사람(예를 들어, 어린이, 노인 또는 환자 등)의 위험 동작 발생 예상 장소에 설치된 영상 촬영부(100)는 자신이 설치된 위치의 촬영 영역의 영상을 촬영하여 위험 동작 감시부(200)로 실시간 전달한다(S600).Referring to FIG. 6, a method of monitoring a dangerous motion occurrence according to an embodiment of the present invention, first, an image installed at a place where a dangerous motion occurrence of a person who needs protection of another person (eg, a child, an elderly person or a patient) occurs The photographing unit 100 captures an image of a photographing area at a location where the photographing unit 100 is installed and transmits the captured image to the dangerous motion monitoring unit 200 in real time (S600).

상기한 단계 S600을 통해 영상 촬영부(100)로부터 실시간으로 영상을 전달받은 위험 동작 감시부(200)는 전달받은 영상을 특정 시간 주기로 캡쳐하여 영상 프레임을 생성하고(S610), 생성된 영상 프레임별로 기설정된 기준 배경 영상 프레임 간의 비교를 통해, 각 영상 프레임 내의 객체 출현 여부를 인식함으로써, 상기한 단계 S610을 통해 생성된 영상 프레임들 중 객체 출현 영상 프레임들을 검출한다(S620).The dangerous motion monitoring unit 200 which receives the image in real time from the image capturing unit 100 through the step S600 generates a image frame by capturing the received image at a specific time period (S610) and for each generated image frame. The object appearance image frames are detected among the image frames generated through the operation S610 by recognizing whether an object appears in each image frame through comparison between preset reference background image frames (S620).

이후, 위험 동작 감시부(200)는 상기한 단계 S620을 통해 검출된 각 객체 출현 영상 프레임을 이루는 픽셀의 휘도 성분을 이용하여 상기한 단계 S620을 통해 검출된 객체 출현 영상 프레임별 광도 프레임을 생성한다(S630).Thereafter, the dangerous motion monitoring unit 200 generates a luminance frame for each object appearance image frame detected through the above-described step S620 using the luminance component of the pixel constituting each object appearance image frame detected through the above-described step S620. (S630).

한편, 상기한 단계 S630에서 위험 동작 감시부(200)는 광도 프레임을 생성할 때, 광도 프레임 내에 존재하는 객체를 실루엣 형태로 변형시키되, 상기한 단계 S620을 통해 검출된 객체 출현 영상 프레임들 중 서로 인접한 프레임 간의 픽셀값 차를 이용하여 차영상들을 획득하고, 획득된 차영상들 중 서로 인접한 차영상 간의 픽셀값 차를 이용하여 광도 프레임 내에 존재하는 객체를 실루엣 형태로 변형시키는 것이 바람직하다.Meanwhile, in operation S630, the dangerous motion monitoring unit 200 transforms an object existing in the luminance frame into a silhouette form when generating the luminance frame, and among the object appearance image frames detected through operation S620. It is preferable to obtain difference images by using a pixel value difference between adjacent frames, and to transform an object existing in the luminance frame into a silhouette form by using a pixel value difference between adjacent difference images among the acquired difference images.

이후, 위험 동작 감시부(200)는 상기한 단계 S630을 통해 생성된 광도 프레임들 각각에 존재하는 실루엣 형태의 객체 간 동작 차이, 즉 서로 인접한 광도 프레임에 각각 존재하는 객체의 실루엣 형태를 이루는 픽셀들 간의 위치 차이를 이용하여 광도 프레임별 객체의 동작 변화량을 산출하고(S640), 산출된 동작 변화량 크기에 따라 동작 발생 광도 프레임을 검출하며(S650), 검출된 동작 발생 광도 프레임들을 일정 간격별로 나누어 누적시키고, 누적된 각 일정 간격에 해당하는 프레임들 내에 존재하는 실루엣 형태로 이루어진 객체의 동작 히스토리를 시간에 따라 분석하고, 분석 결과에 따라 광도 프레임 생성 수단(220)으로부터 전달받은 동작 발생 광도 프레임들의 일정 간격별 시간적 템플릿 영상을 생성하며(S660), 생성된 각 시간적 템플릿 영상 내에 존재하는 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 확인하고, 확인된 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 시간적 템플릿 영상별로 객체 의 동작 영역 경계 박스(500) 및 동작 중심점(510)을 설정한 후, 시간적 템플릿 영상별로 설정된 객체의 동작 영역 경계 박스(500)의 크기 및 동작 중심점(510)의 위치 비교를 통해 객체의 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 동작 중심점 위치 변화량을 산출한다(S670).Thereafter, the dangerous motion monitoring unit 200 performs motion differences between the objects in the form of silhouettes existing in each of the luminance frames generated through the above-described step S630, that is, pixels forming the silhouettes of the objects existing in the adjacent luminance frames. The motion variation of the object for each luminous intensity frame is calculated using the position difference therebetween (S640), the motion-occurring luminous intensity frame is detected according to the calculated motion variation amount (S650), and the detected motion-occurring luminous intensity frames are divided and accumulated at predetermined intervals. And analyze the motion history of the object in the form of a silhouette existing in the frames corresponding to each predetermined interval according to time, and according to the analysis result, the schedules of motion-generated intensity frames received from the light intensity frame generating means 220. Generates a temporal template image for each interval (S660), present in each generated temporal template image Checks the motion region size and the motion position of the object, sets the motion area bounding box 500 and the motion center point 510 of the object for each temporal template image using the identified motion area size and motion position, and then temporal template An operation region boundary box size change and an operation center point position change amount of the object are calculated by comparing the size of the operation region bounding box 500 and the position of the operation center point 510 of the object set for each image (S670).

한편, 상기한 단계 S650에서 위험 동작 감시부(200)는 상기한 단계 S640을 통해 광도 프레임별로 산출된 객체의 동작 변화량이 기설정된 제1기준치를 초과하는 지를 확인하여, 기설정된 제1기준치를 초과하는 경우에, 기설정된 제1기준치를 초과하는 동작 변화량을 보인 광도 프레임을 동작 발생 광도 프레임으로 인식하여 검출하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in step S650, the dangerous motion monitoring unit 200 checks whether the change amount of the operation of the object calculated for each luminous intensity frame exceeds the preset first reference value through step S640, and exceeds the preset first reference value. In this case, it is preferable to recognize and detect a luminance frame showing an operation variation amount exceeding a first predetermined reference value as an operation generated luminance frame.

이후, 위험 동작 감시부(200)는 상기한 단계 S670을 통해 산출된 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 동작 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인한 후(S680), 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 위험 동작 발생 경보를 출력하고, 위험 동작 영상을 재생한다(S690).Thereafter, the dangerous operation monitoring unit 200 checks whether at least one of the operation area bounding box size change amount and the operation center point position change amount calculated through the above-described step S670 exceeds a preset second reference value (S680). If the result of the check exceeds the preset second reference value, a dangerous motion occurrence alarm is output and a dangerous motion video is reproduced (S690).

상기한 단계 S690에서 위험 동작 감시부(200)는 위험 동작 발생 경보를 출력시키면서, 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는 시점부터 해당 기설정된 제2기준치 이하로 내려가는 시점까지의 시간 동안, 상기한 단계 S610을 통해 생성되는 영상 프레임들을 내부에 구비된 영상 프레임 저장 수단(240)에 저장시킴과 동시에, 재생한다.In operation S690, the dangerous motion monitoring unit 200 outputs a dangerous motion occurrence alarm, and at least one of the operation area bounding box size change amount and the center point position change amount exceeds the preset second reference value. During the time up to the time point below the 2 reference value, the image frames generated through the above step S610 is stored in the image frame storage means 240 provided therein and reproduced.

다르게는, 상기한 단계 S680에서의 확인 결과, 상기한 단계 S670을 통해 산출된 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 동작 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 위험 동작 감시부(200)는 구비된 통신 모듈을 통해 인터넷망에 접속하여 해당 접속된 인터넷망에 통신 연결되어 있는 외부 서버로 위험 동작 발생을 통보한다.Alternatively, the dangerous operation monitoring is performed when at least one of the operation area bounding box size change amount and the operation center point position change amount calculated through the step S670 exceeds the preset second reference value. The unit 200 accesses the Internet network through the provided communication module and notifies the occurrence of a dangerous operation to an external server connected to the connected Internet network.

그러면, 외부 서버에서는 위험 동작 감시부(200)로부터 위험 동작 발생을 통보받음에 따라, 위험 동작 발생 경보를 출력하면서, 위험 동작 감시부(200)에 구비된 영상 프레임 저장 수단(240)에 저장되어 있는 영상 프레임들을 불러와 영상을 재생한다.Then, as the external server is notified of the dangerous motion occurrence from the dangerous motion monitoring unit 200, the external server outputs a dangerous motion occurrence alarm and is stored in the image frame storage unit 240 provided in the dangerous motion monitoring unit 200. Call up the video frames and play back the video.

본 발명의 위험 동작 발생 감시 시스템에 따르면, 영상 촬영을 통해 획득된 영상 프레임을 시간적 템플릿 기반으로 분석하여 촬영 영상 내에 존재하는 이동체의 위험 동작을 실시간으로 감시함으로써, 노인 및 환자 등이 갑자기 쓰러지는 경우에 발생될 수 있는 심각한 부상들에 대해 신속히 대처할 수 있다.According to the dangerous motion generation monitoring system of the present invention, by analyzing the video frame obtained through the video shooting based on the temporal template, by monitoring the dangerous motion of the moving object existing in the captured video in real time, when the elderly and patients suddenly fall down Respond promptly to serious injuries that may occur.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a dangerous operation occurrence monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 있어서, 위험 동작 감시부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing the configuration of the dangerous operation monitoring unit in FIG.

도 3은 도 2에 있어서, 영상 처리 수단에 의해 생성된 영상 프레임을 예시적으로 도시한 도면.FIG. 3 exemplarily shows an image frame generated by the image processing means in FIG. 2; FIG.

도 4는 도 2에 있어서, 광도 프레임 생성 수단에 의해 생성된 광도 프레임을 예시적으로 도시한 도면.FIG. 4 exemplarily shows a luminosity frame generated by the luminosity frame generating means in FIG.

도 5는 도 2에 있어서, 시간적 템플릿 영상 생성 수단에 의해 생성된 템플릿 영상 프레임을 예시적으로 도시한 도면.FIG. 5 exemplarily illustrates a template image frame generated by the temporal template image generating unit of FIG. 2. FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 동작 발생 감시 방법을 순차적으로 도시한 도면.6 is a diagram sequentially illustrating a method of monitoring a dangerous operation occurrence according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

100: 영상 촬영부 200: 위험 동작 감시부100: image capturing unit 200: dangerous motion monitoring unit

210: 영상 처리 수단 220: 광도 프레임 생성 수단210: image processing means 220: luminous intensity frame generating means

230: 시간적 템플릿 영상 생성 수단 240: 영상 프레임 저장 수단230: temporal template image generating means 240: image frame storage means

250: 경보 출력 수단 260: 영상 출력 수단250: alarm output means 260: video output means

270: 제어 수단 500: 동작 영역 경계 박스270: control means 500: operation area bounding box

510: 동작 중심점510: center of motion

Claims (11)

영상을 촬영하는 영상 촬영부와;An image capturing unit for capturing an image; 상기 영상 촬영부를 통해 촬영된 영상을 분석하여 객체 출현 여부를 확인하고, 객체 출현시 객체의 동작 변화 정도가 위험 동작에 해당하는 지를 판단하여 위험 동작에 해당하는 경우, 위험 동작이 발생한 것으로 인식하여 위험 동작 발생 경보를 출력하는 위험 동작 감시부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템Analyzing the image taken through the image capturing unit to determine whether the object appeared, determine whether the degree of change of the operation of the object corresponds to the dangerous movement when the object appears, if it corresponds to the dangerous movement, it is recognized that the dangerous movement has occurred Dangerous motion occurrence monitoring system comprising a dangerous motion monitoring unit for outputting a motion alarm 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영상 촬영부는,The image capturing unit, USB 웹 카메라를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.Dangerous operation occurrence monitoring system comprising a USB web camera. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위험 동작 감시부는,The dangerous operation monitoring unit, 상기 영상 촬영부를 통해 촬영된 영상을 특정 시간 주기로 캡쳐하여 영상 프레임을 생성하는 영상 처리 수단과;Image processing means for capturing an image photographed through the image capturing unit at a specific time period to generate an image frame; 객체 출현 영상 프레임을 이루는 픽셀의 휘도 성분을 이용하여 객체 출현 영상 프레임별 광도 프레임을 생성하는 광도 프레임 생성 수단과;Luminous intensity frame generating means for generating luminous intensity frames for each object-elevation image frame using luminance components of pixels constituting the object-emerged image frame; 동작 발생 광도 프레임들을 일정 간격별로 나누어 누적시키고, 누적된 각 일정 간격에 해당하는 프레임들 내에 존재하는 실루엣 형태로 이루어진 객체의 동작 히스토리를 시간에 따라 분석하고, 분석 결과에 따라 광도 프레임 생성 수단으로부터 전달받은 동작 발생 광도 프레임들의 일정 간격별 시간적 템플릿 영상을 생성하는 시간적 템플릿 영상 생성 수단과;Accumulate motion generated luminance frames at regular intervals, analyze the motion history of objects in the form of silhouettes existing in frames corresponding to each accumulated interval over time, and transmit them from the luminance frame generation means according to the analysis result. Temporal template image generation means for generating a temporal template image at predetermined intervals of the received motion occurrence luminance frames; 위험 동작 발생 경보를 출력하는 경보 출력 수단과;Alarm output means for outputting a dangerous operation occurrence alarm; 상기 영상 처리 수단에서 생성된 영상 프레임들 중 객체 출현 영상 프레임들을 검출하고, 검출된 객체 출현 영상 프레임들을 광도 프레임 생성 수단으로 전달하여 이를 전달받은 상기 광도 프레임 생성 수단으로부터 생성된 광도 프레임별로 객체의 동작 변화량을 산출하고, 산출된 동작 변화량 크기에 따라 동작 발생 광도 프레임을 검출하며, 검출된 동작 발생 광도 프레임을 상기 시간적 템플릿 영상 생성 수단으로 전달하며, 이를 전달받은 상기 시간적 템플릿 영상 생성 수단으로부터 생성된 각 시간적 템플릿 영상 내에 존재하는 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 확인하고, 확인된 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 시간적 템플릿 영상별로 객체의 동작 영역 경계 박스 및 동작 중심점을 설정한 후, 시간적 템플릿 영상별로 설정된 객체의 동작 영역 경계 박스의 크기 및 동작 중심점의 위치 비교를 통해 객체의 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 동작 중심점 위치 변화량을 산출한 후, 산출된 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 및 중심점 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 상기 경보 출력 수단을 통해 위험 동작 발생 경보를 출력시키는 제어 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.Detecting object appearance image frames among the image frames generated by the image processing means, transferring the detected object appearance image frames to the luminance frame generation means, and operation of the object for each of the luminance frames generated by the luminance frame generation means received therefrom. Calculates a change amount, detects a motion-induced brightness frame according to the calculated amount of motion change, transfers the detected motion-induced brightness frame to the temporal template image generating means, and generates each of the received temporal template image generation means. After checking the motion area size and motion position of the object existing in the temporal template image, and setting the motion area bounding box and motion center point of the object for each temporal template image using the identified motion area size and motion position, the temporal template image Set by star After calculating the change in the size of the moving area boundary box and the change in the position of the moving center point of the object by comparing the size of the moving area bounding box and the position of the moving center point, at least one of the calculated change in the size of the moving area bounding box and the change in the position of the center point is determined. It is determined whether or not the set second reference value is exceeded, and when the result of the check indicates that at least one of the operation area bounding box size change amount and the center point position change amount exceeds the preset second reference value, a dangerous operation occurrence alarm is generated through the alarm output means. Dangerous operation occurrence monitoring system, characterized in that it comprises a control means for outputting. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 광도 프레임 생성 수단은,The brightness frame generating means, 광도 프레임을 생성할 때, 광도 프레임 내에 존재하는 객체를 실루엣 형태로 변형시키는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.And when generating a luminance frame, transforming an object present in the luminance frame into a silhouette form. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어 수단은,The control means, 상기 영상 처리 수단에서 생성되는 각 영상 프레임과 기설정된 기준 배경 영상 프레임 간의 비교를 통해, 각 영상 프레임 내의 객체 출현 여부를 인식함으로써, 영상 처리 수단으로부터 전달되는 영상 프레임들 중 객체 출현 영상 프레임들을 검출하는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.Detecting object appearance image frames among the image frames transmitted from the image processing means by recognizing whether an object appears in each image frame by comparing each image frame generated by the image processing means with a preset reference background image frame. Dangerous operation occurrence monitoring system, characterized in that. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어 수단은,The control means, 상기 산출된 객체의 동작 변화량이 기설정된 제1기준치를 초과하는 지를 확인하여, 기설정된 제1기준치를 초과하는 경우에, 기설정된 제1기준치를 초과하는 동작 변화량을 보인 광도 프레임을 상기 광도 프레임 생성 수단으로부터 생성된 광도 프레임들 중 동작 발생 광도 프레임으로 인식하여 검출하는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.When the calculated change amount of the object exceeds a predetermined first reference value, and checks if the exceeded first reference value, the luminance frame showing the operation change amount exceeding the predetermined first reference value generated the luminance frame Dangerous motion generation monitoring system, characterized in that the detection of the light intensity frame generated from the means to detect the motion generated light intensity frame. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어 수단은, The control means, 상기 광도 프레임 생성 수단에서 생성된 광도 프레임들 중 서로 인접한 광도 프레임에 각각 존재하는 실루엣 형태의 객체 간 동작 차이를 이용하여 광도 프레임별 객체의 동작 변화량을 산출하는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.Dangerous motion generation monitoring system, characterized in that for calculating the change in the motion of the object for each light frame by using the motion difference between the object in the form of a silhouette in each of the light intensity frame generated by the light intensity frame generating means. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제어 수단의 제어에 따라 영상 프레임들을 저장하는 영상 프레임 저장 수단과;Image frame storage means for storing image frames under control of the control means; 상기 제어 수단의 제어에 따라 영상을 재생하는 영상 출력 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.And a video output means for reproducing the video according to the control of the control means. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제어 수단은,The control means, 상기 시간적 템플릿 영상 생성 수단에서 산출된 동작 영역 경계 박스의 크기 변화량 및 동작 중심점의 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 동작 영역 경계 박스 크기 변화량 또는 중심점 위치 변화량이 기설정된 제2기준치를 초과하는 시점부터 해당 기설정된 제2기준치 이하로 내려가는 시점까지의 시간 동안, 상기 영상 처리 수단에서 생성된 영상 프레임들을 상기 영상 프레임 저장 수단에 저장시키면서, 상기 영상 출력 수단을 통해 재생시키는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.It is determined whether at least one of the size change amount of the operation region bounding box and the position change amount of the operation center point calculated by the temporal template image generating means exceeds a preset second reference value. In this case, the image frames generated by the image processing means may be generated during the time period from the time when the operation area bounding box size change amount or the center point position change amount exceeds a preset second reference value to a time when it falls below the preset second reference value. Dangerous operation occurrence monitoring system, characterized in that for reproducing through the image output means while storing in the image frame storage means. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제어 수단에서 상기 시간적 템플릿 영상 생성 수단에서 산출된 동작 영역 경계 박스의 크기 변화량 및 동작 중심점의 위치 변화량 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제2기준치를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기설정된 제2기준치를 초과하는 경우에, 위험 동작 발생을 통보하는 외부 서버를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.The control means checks whether at least one of the size change amount of the operation region bounding box and the position change amount of the operation center point calculated by the temporal template image generating means exceeds a second reference value, and as a result of the checking, the preset second The risk motion occurrence monitoring system, further comprising an external server for notifying occurrence of a dangerous motion when the threshold value is exceeded. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 외부 서버는,The external server, 상기 제어 수단으로부터 위험 동작 발생을 통보받으면, 위험 동작 발생 경보를 출력하면서, 상기 영상 프레임 저장 수단에 저장되어 있는 영상 프레임들을 불러와 영상 재생하는 것을 특징으로 하는 위험 동작 발생 감시 시스템.And, upon being notified of the dangerous operation occurrence from the control means, outputting a dangerous operation occurrence alarm and retrieving and reproducing the image frames stored in the image frame storage means.
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