KR20110110495A - 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법 - Google Patents

복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상을 추적하는 기능을 가지고 있으며 네트워크로 연결된 복수의촬영수단을 이용해 이동체가 복수의 촬영수단중 어느 하나의 촬영수단의 감시영역을 벗어날 경우, 복수의 촬영수단들간의 연계방식(릴레이 알고리즘)을 적용하여 최소한의 사각지역을 만들어 내고, 이동체를 최대한 감시하기 위한 영상추적 시스템 및 추적방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사각지역을 최소화하기 위해 다각도 영상 촬영이 가능한 일체형 카메라 모듈을 제작한 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명은 이러한 특징을 바탕으로 촬영수단의 수를 줄임으로써 관리비용을 감소시킬 수 있고, 이동체에 대한 연계추적으로 보안성을 강화할 수 있는 장점이 있다.

Description

복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법{Visual tracking system using collaboration of double shapshot means and tracking method thereof}
본 발명은 영상추적 시스템 및 영상추적 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 중앙서버에 연결된 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법에 관한 것이다.
종래의 고정형 CCTV인 경우, 사각지역의 최소화를 위해 많은 수의 CCTV를 설치함으로써 초기에 설치비용이 증가하였고, 데이터 취득이나 저장 기능을 위주로 제작되어 저장 용량의 초과 등 높은 관리비용의 지출을 초래하는 문제점이 있었다. 또한, 고정형이거나 단순히 패닝(Panning)만 되는 카메라 모듈을 이용함으로써 사각지대가 발생하는 등 CCTV의 감시영역이 제한되어 있었으며, 높은 가격으로 인해 주요시설에서만 CCTV를 사용할 수 있는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 영상감시 시스템은 CCTV등의 네트워크 카메라가 영상감시 서버로 연결되어 있고 영상감시 서버에서 모니터를 통하여 각 CCTV로부터 전송되는 화면을 관리자가 직접 눈으로 보면서 모니터링 했었다. 따라서, 경보상황이나 긴급 상황을 미처 인지하지 못하는 경우의 빈번한 발생 및 시간이 경과함에 따라 모니터링 요원의 인지력이 급격히 감소되어 긴급 상황에 대한 즉각적 대응력이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.
한편, 이동체가 감지되지 않는 평상시에는 이동체의 영상을 찾기 위해 계속적인 카메라 운용을 수행함으로써 기구적 노화 및 전력 낭비 등이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위해 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단이 움직이는 이동체를 능동적으로 연계 추적하여 감시함으로써 관리비용을 줄이고 보안성을 강화할 수 있는 방안의 필요성이 대두된다. 또한, 촬영수단의 감시영역내에 이동체가 없을 경우 특정 감시영역을 설정하여 감시를 수행하다가 감시영역 내에 움직이는 이동체가 포착된 경우에 이동체의 이동방향에 따라 특별 감시를 하는 영상 추적장치 및 추적방법에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 다각도 카메라 모듈을 구현하여 사각지대를 최소화할 수 있는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법을 제공하는 것이다.
또한, 제 2 목적은 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단간의 연계 추적을 함으로써 보안성을 강화할 수 있는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법을 제공하는 것이다.
그리고, 제 3 목적은 최초 감시 영역내에 이동체가 없을 때에 촬영수단의 운용을 최소화하여 종래 CCTV의 무의미한 전기적/비용적 낭비를 줄일 수 있는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템 및 영상추적 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 감시영역의 정지영상을 촬영하는 복수의 촬영수단, 복수의 촬영수단중 적어도 하나의 촬영수단으로부터 전송된 정지 영상간의 픽셀의 변화를 연산함으로써 정지영상내에 존재하는 이동체의 이동을 감지하고 이동체의 이동 방향을 검출하는 영상추적부 및 영상추적부의 검출 결과에 따라 복수의 촬영수단 중 이동체의 이동방향을 감시하도록 설치된 다른 촬영수단으로 하여금 계속하여 이동체를 추적 촬영할 수 있도록 복수의 촬영수단들을 제어하는 제어부를 포함하는 중앙서버로 구성됨을 특징으로 하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 촬영수단은 카메라와 팬과 틸트 기능이 있는 서보모터 기구부가 일체형 모듈로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 중앙서버는 복수의 촬영수단이 촬영한 정지영상을 전송받을 수 있는 수신장치와 중앙서버의 제어부가 복수의 촬영수단 중 적어도 하나의 촬영수단에 이동체에 대한 추적 명령을 전송할 수 있는 송신장치를 포함한 통신부 및 전송된 정지영상과 복수의 촬영수단 목록을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 중앙서버는 이동체가 감지되는 않는 평상시에 중앙서버를 관리하는 관리자의 지정에 따라 집중 감시영역을 설정할 수 있는 관리자 컨텐츠 입력수단를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 복수의 촬영수단이 촬영한 정지영상을 중앙서버로 전송하는 단계, 중앙서버가 전송된 정지영상을 저장부에 저장하는 단계, 중앙서버의 영상 추적부가 전송된 정지영상간의 픽셀의 변화를 연산하는 단계, 영상 추적부가 픽셀 변화를 토대로 이동체의 이동을 감지하고 이동체의 이동방향을 검출하는 단계, 영상추적부가 이동체의 이동방향을 촬영수단 제어부에 전송하는 단계 및 중앙서버의 촬영수단 제어부가 복수의 촬영수단 중 이동체의 이동방향을 감시하는 다른 촬영수단을 제어해 이동체를 연속적으로 감시하는 단계를 포함하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 많은 개수의 CCTV를 설치하여 초기 설치비용이 증가했던 종래의 문제점은 일체형 카메라 모듈을 제작함으로써 사각지역이 최소화 되고, 설치해야 하는 카메라 개수의 감소로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단간 연계방식의 릴레이 알고리즘을 통해 이동체에 대한 연계 추적을 함으로써, 보안성을 강화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 최초 감시 영역내에 이동체가 없을 때 이동체의 인식이 시작되는 영역의 카메라 외의 다른 카메라의 운용을 최소화하여 종래 CCTV의 무의미한 전기 비용의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 릴레이 알고리즘을 이용한 시스템 모식도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬과 틸트가 적용된 일체형 모듈을 가진 CCTV의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 촬영수단에 연결된 중앙서버의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 방식으로 이동체를 추적하는 영상 추적 시스템의 예를 나타낸 모식도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리자 컨텐츠 운용을 나타낸 모식도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단이 연계하여 영상감시를 하는 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 릴레이 알고리즘을 이용한 시스템 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상추적 시스템은 복수의 촬영수단과 네트워크로 연결된 중앙서버(40)로 구성되어 있다.
제 1 촬영구역에서 촬영된 이동체(30)에 대한 정지영상들을 제 1 촬영수단(10)이 촬영하여 중앙서버(40)로 전송한다. 다음으로, 중앙서버(40)의 영상추적부(330)가 전송된 정지영상간의 픽셀의 변화를 연산하여 이동체(30)의 이동 감지 및 이동체(30)의 이동방향을 검출하고 중앙서버(40)의 촬영수단 제어부(340)에 이동체(30)의 이동방향을 전송한다. 촬영수단 제어부(340)는 제 1 촬영수단(10)의 서보모터 기구부(210,220)를 제어하여 제 1 촬영수단(10)으로 하여금 이동체(30)를 계속 촬영하게 한다. 마지막으로, 이동체(30)가 제 1 촬영수단(10)의 감시영역을 벗어나 제 2 촬영수단(20)의 감시 영역으로 들어오면 촬영수단 제어부(340)는 이동체(30)에 대한 제 1 촬영수단의 촬영을 중단시키고 평상시 감시 영역의 감시를 위해 원위치시킨다. 그와 동시에 촬영수단 제어부(340)는 제 2 촬영수단(20)의 감시영역 안에 들어온 이동체(30)를 제 2 촬영수단(20)이 제 1 촬영수단(10)에 이어서 촬영하도록 제 2 촬영수단(20)을 제어하여 이동체(30)를 촬영하도록 한다.
도 2는 촬영수단 중 본 발명의 일 실시예에 따른 팬과 틸트가 적용된 일체형 모듈을 가진 CCTV(10)의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, CCTV(10)는 상, 하, 좌, 우로 움직임으로써 사각지역을 최소화 할 수 있도록 하였으며, 이러한 목적을 달성하기 위해 틸팅(210)과 패닝(220)이 가능하도록 서보모터 기구부를 구성하였으며, CCD 카메라(230)와 일체형 모듈로 구성하였다.
또한 CCTV가 천장이나 벽면에 고정되는 방법에 있어서 하향식(240)과 상향식(250)의 방법을 관리자가 사용환경에 따라 선택하여 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 촬영수단에 연결된 중앙서버(40)의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙서버(40)는 통신부(310), 저장부(320), 영상 추적부(330) 및 촬영수단 제어부(340)로 구성된다.
통신부(310)는 복수의 촬영수단이 촬영하여 전송한 정지 영상을 수신하는 수신장치와 중앙서버(40)의 영상추적부(330)가 이동체의 이동 감지 및 이동방향에 대한 검출 결과를 촬영수단 제어부(340)에 전송할 수 있는 송신장치로 구성되어 있다.
촬영수단 목록 및 촬영정보 저장부(320)는 중앙서버(40)에 연결된 각 촬영수단으로부터 전송된 정지 영상 및 각 촬영수단에 대한 정보를 저장한다.
촬영수단 목록 및 촬영정보 저장부(320)에 저장된 각 촬영수단에 대한 정보는 각 촬영수단 식별자, 각 촬영수단 네트워크 접속 주소, 촬영수단 설치 위치등을 포함한다.
촬영수단 식별자는 각 촬영수단을 고유하게 구별하기 위한 식별자이며, 촬영수단 네트워크 접속 주소는 각 촬영수단에 접속하기 위한 네트워크 주소이며, 촬영수단 설치 위치는 각 촬영수단이 실제로 설치되어 있는 설치 위치를 나타낸다.
영상추적부(330)는 복수의 촬영수단으로부터 전송된 정지영상간의 픽셀의 변화를 배타적 논리합 또는 뺄셈의 방식으로 픽셀의 변화폭을 연산함으로써 이동체의 이동 감지 및 이동 방향을 검출하고 검출결과를 촬영수단 제어부(340)에 전송하는 기능을 수행한다.
촬영수단 제어부(340)는 영상추적부(330)에서 검출된 이동체의 이동방향에 대한 정보를 전송받아 이동체의 이동을 처음으로 촬영하여 전송한 촬영수단을 제어해 이동체를 추적 촬영하도록 한다. 만약 이동체가 이동체의 이동을 처음으로 촬영한 촬영수단의 감시영역을 벗어난 경우에는 그 벗어난 영역을 감시영역으로 하는 촬영수단으로 하여금 이동체를 추적 촬영하도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 방식으로 이동체를 추적하는 영상 추적 시스템의 예를 나타낸 모식도이다. 이하에서는, 능동형 촬영수단(제 1, 2, 3, 4 촬영수단)의 적절한 배치를 통해 이동체(440)를 릴레이 방식으로 추적할 수 있도록 하는 영상추적 시스템의 구동원리를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도면의 A영역(450)에 이동체(440)가 들어설 때, A영역을 감시하는 제 1 촬영수단((410)은 이동체(440)의 영상을 촬영하여 중앙서버(40)로 전송한다. 이 때 이동체(440)가 A영역(450)을 벗어나 B,C 영역을 감시하는 제 2 촬영수단과 제 3 촬영수단(420)의 사각지역 또는 경계영역을 지나 D영역(460)으로 진입하면 중앙서버(40)는 이동체(440) 추적 알고리즘을 통해 이동체(440)의 방향성을 감지하고 예측한다. 그리고 중앙서버(40)는 이동체(440)의 이동방향인 D영역을 감시하는 제 4 촬영수단(430)으로 하여금 이동체(440)에 대해 연속하여 촬영할 수 있도록 제어함으로써 연속적으로 이동체(440) 추적을 할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리자 컨텐츠 운영을 나타낸 모식도 이다. 즉, 이동체가 감지되지 않는 평상시 감시를 위한 관리자 컨텐츠로 이동체 영상을 찾기 위해 계속적인 촬영수단 운용을 수행하면 발생할 수 있는 기구적 노화 및 전력 낭비 등을 막기 위한 관리자 컨텐츠이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 관리자는 주차장의 차량 출입구(510)와 같이 이동체의 이동이 시작되는 부분으로 특별히 관리해야 하는 영역(540)을 화면에 마우스 드레그를 통해 영역을 지정(520)할 수 있다. 즉, 관리자는 감시목적에 따라 집중 감시 영역(530)과 감시 제외 영역(530)을 설정할 수 있도록 하였다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 중앙서버(40)에는 관리자가 각 촬영수단을 마우스 등의 입력장치를 통해 제어할 수 있도록 관리자용 입력수단을 구비하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단이 연계하여 영상감시를 하는 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 네트워크로 연결된 다수의 촬영수단이 연계하여 이동체를 추적하는 방법은 우선, 중앙서버(40)에 연결된 제 1 촬영수단이 촬영한 정지영상을 중앙서버(40)의 통신부(310)로 전송한다(S610).
다음, 중앙서버(40)의 촬영수단 목록 및 촬영정보 저장부(320)가 전송된 정지 영상을 저장한다(S620).
다음, 중앙서버(40)의 영상추적부(330)가 제 1 촬영수단으로부터 전송된 정지영상간의 픽셀의 변화를 연산한다(S630).
다음, 중앙서버(40)의 영상추적부가(330)가 픽셀 변화를 토대로 이동체의 감지 및 이동방향을 예측하여 검출한다(S640).
다음, 중앙서버(40)의 영상추적부(330)가 이동체의 이동방향을 중앙서버(40)의 촬영수단 제어부(340)에 전송한다(S650).
다음, 중앙서버(40)의 촬영수단 제어부(340)가 이동체의 이동방향을 감시하는 제 2 촬영수단으로 하여금 이동체를 연속하여 촬영하도록 제어한다(S660).
마지막으로, 제 2 촬영수단이 제 1 촬영수단에 연속하여 이동체를 감시함으로써(S670) 네트워크로 연결된 복수의 촬영수단이 릴레이 방식으로 이동체를 추적 감시할 수 있는 방법이 수행된다.
10 : 제 1 촬영수단
20 : 제 2 촬영수단
30 : 이동체
40 : 중앙서버
210 : 틸팅을 위한 서보모터 기구부
220 : 팬닝을 위한 서보모터 기구부,
230 : CCD 카메라
240 : 하향식 CCTV 모듈
250 : 상향식 CCTV 모듈
310 : 통신부
320 : 촬영수단 목록 및 촬영정보 저장부
330 : 영상 추적부
340 : 촬영수단 제어부
350 : 관리자 컨텐츠 입력 수단
360 : A영역 감시 제 1 촬영수단
420 : B, C 영역 감시 제 2 촬영수단 및 제 3 촬영수단
430 : D영역 감시 제 4 촬영수단
440 : 이동체
450 : A 감시 영역
460 : D 감시 영역
510 : 주차장 출입구
520 : 마우스를 통한 영역 지정
530 : 감시 제외 영역
540 : 감시 영역

Claims (5)

  1. 감시영역의 정지영상을 촬영하는 복수의 촬영수단;
    상기 복수의 촬영수단중 적어도 하나의 촬영수단으로부터 전송된 상기 정지영상간의 픽셀의 변화를 연산함으로써 상기 정지영상내에 존재하는 이동체의 이동 감지 및 이동 방향을 검출하는 영상추적부; 및
    상기 영상추적부의 검출 결과에 따라 상기 복수의 촬영수단 중 상기 이동체의 이동방향을 감시하도록 설치된 상기 촬영수단으로 하여금 상기 이동체를 계속하여 추적 촬영할 수 있도록 상기 복수의 촬영수단들을 제어하는 제어부를 포함하는 중앙서버;로 구성됨을 특징으로 하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영수단은 카메라와 팬과 틸트 기능이 있는 서보모터 기구부가 일체형 모듈로 형성된 것을 특징으로 하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙서버는 상기 복수의 촬영수단이 촬영한 상기 정지영상을 전송받을 수 있는 수신장치와 상기 중앙서버의 제어부가 상기 복수의 촬영수단중 적어도 하나의 촬영수단에 상기 이동체에 대한 추적 명령을 전송할 수 있는 송신장치를 포함하는 통신부; 및
    전송된 상기 정지영상과 상기 복수의 촬영수단 목록을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 중앙서버는 상기 이동체가 감지되는 않는 평상시에 상기 중앙서버를 관리하는 관리자의 지정에 따라 집중 감시영역을 설정할 수 있는 관리자 컨텐츠 입력수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 시스템.
  5. 복수의 촬영수단중 적어도 하나의 촬영수단이 촬영한 정지영상을 중앙서버의 통신부로 전송하는 단계;
    상기 중앙서버가 전송된 상기 정지영상을 상기 중앙서버의 저장부에 저장하는 단계;
    상기 중앙서버의 영상 추적부가 상기 전송된 정지영상간의 픽셀의 변화를 연산하는 단계;
    상기 영상 추적부가 상기 픽셀 변화를 토대로 이동체의 이동을 감지하고 상기 이동체의 이동방향을 검출하는 단계;
    상기 영상추적부가 상기 이동체의 이동방향을 촬영수단 제어부에 전송하는 단계; 및
    상기 중앙서버의 상기 촬영수단 제어부가 상기 복수의 촬영수단 중 상기 이동체의 이동방향을 감시하는 다른 촬영수단을 제어해 상기 이동체를 연속적으로 감시하는 단계; 를 포함하는 복수의 촬영수단간 협업을 이용한 영상추적 방법.
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