KR20110130033A - 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법 - Google Patents

행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 행동패턴을 추출하여 비교 분석함으로써, CCTV 카메라가 감시하는 여러 지역 중 위험 상황이 발생한 특정 지역을 실시간으로 감시하고 실시간 대처할 수 있고, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 신규 행동패턴을 추출하여 데이터베이스화함으로써, 다양한 모니터 상황에 대해 자동으로 판단할 수 있으며, 관리자가 영상감시용 모니터로부터 떨어진 상태에서도 긴급상황에서 영상감시용 모니터를 확인하여 즉각적으로 대처할 수 있는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법이 제공된다. 이때, 행동패턴(motion pattern)은 획득된 영상 내의 사람이나 동물의 동작뿐만 아니라, 획득된 영상 내의 위험도구 또는 위험 인상착의 등의 사물을 포함하며, 고정된 영상에 추가되는 부가 영상일 수 있다.

Description

행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법 {Active image monitoring system using motion pattern database, and method thereof}
본 발명은 영상감시 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, CCTV 카메라들로부터 획득되는 영상으로부터 행동패턴을 자동으로 추출하여 비교함으로써 감시자가 일일이 개별 영상을 확인하지 않고도 해당 지역을 감시하여 대처할 수 있는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 이하, 행동패턴(motion pattern)은 획득된 영상 내의 사람이나 동물의 동작뿐만 아니라, 획득된 영상 내의 위험도구 또는 위험 인상착의 등의 사물을 포함하며, 고정된 영상에 추가되는 부가 영상일 수 있다.
외부 및 특정 지역에는 많은 보안용 CCTV가 설치되어 있다. 예를 들면, 빌딩, 아파트단지 등의 경비중앙 관리실에서 모니터링되는 CCTV들도 있고, 보안업체에서 관리하는 CCTV, 경찰 및 관공서에서 범죄예방, 쓰레기 투기 등의 공익 목적으로 설치 및 관리되는 CCTV들도 있다. 하지만, 이를 모니터링하는 인원의 한계 때문에 감시자가 각각의 카메라들에 대한 영상을 전체적으로 확인하는 것은 불가능한 것이 현실이다.
이러한 부분을 보완하기 위해, CCTV 전문업체에서는 물체 및 인체감지 기능, 특정인 또는 특정집단의 지정 트래킹 기능 등, 많은 부가 기능들을 접목시키고 있다. 하지만, 이러한 기능들은 모니터 화면을 모니터링하는 사람이 직접 조작해야 하며, 또는 이러한 기능들이 소프트웨어적으로 처리가 된다고 하더라도 모니터링 인원이 직접 눈으로 관찰하는 것에 대한 보조적인 기능에 불과하다.
도 1은 일반적인 CCTV 카메라를 이용한 영상감시 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 CCTV 카메라를 이용한 영상감시 시스템은, CCTV 카메라(10), 영상수집 장치(21), 입력 장치(22), 영상저장 장치(23), 영상출력 장치(24) 및 관리자 컴퓨터 단말(25)을 포함한다.
일반적인 CCTV는 다수의 CCTV 카메라(100)에서 입력되는 영상들은 화면분할기, DVR(Digital Video Recorder) 등의 영상수집 장치(21)를 통하여, 영상저장 장치(23)에 저장이 자동적으로 이루어지며, 이와 동시에 감시자의 모니터 화면에 활성화되게 된다. 이때, 일반적인 CCTV 카메라의 모니터링은 여러 대의 CCTV 카메라(10)에서 입력되는 영상을 하나의 모니터에 시분할 또는 화면분할 방식으로 출력하게 된다. 경우에 따라 감시자는 시분할 또는 화면분할 방식으로 출력되는 여러 개의 영상 중 하나의 영상을 임의적으로 조작하여 일정한 CCTV 카메라(10)를 지정하여 모니터링하게 된다.
또한, 많은 보안/감시용 CCTV들이 존재하지만, 전술한 일반적인 CCTV 카메라의 모니터링과 같이, CCTV 기능들의 한계로 인해서 여전히 범죄율은 높아지고 있는 것이 현실이며, 현재의 CCTV 기능들은 범죄 발생 후, 이를 확인하거나, 또는 증거를 확보하기 위한 수동적인 대처 방법으로 사용될 뿐이다. 예를 들면, 엘리베이터 내에서의 영유아 납치사건, 엘리베이터 내의 폭행/폭력 및 성추행/성폭행 사건, 건물 내 및 아파트 단지 내의 외곽 지역에서의 범죄, 노상의 범죄 등 범죄가 발생된 시점에 적극적으로 대응하는 것이 아니라, 범죄가 일어난 후에 이러한 범죄의 증거확보의 수단으로 활용되는 것이 현실이다.
한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행 기술로서, 대한민국 특허공개번호 제10-2006-0031832호(공개일: 2006년 04월 13일)에는 "실시간 행위분석 및 상황인지 기반 스마트 영상 보안시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 종래의 기술에 따른 실시간 행위분석 및 상황인지 스마트 보안 시스템의 구성 및 동작 환경을 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 실시간 행위분석 및 상황인지 스마트 보안 시스템은, CCTV 카메라(10), 스마트 보안 시스템(30), 모니터(40), 이동 단말(50) 및 사용자 단말(60)을 포함하며, 이때, 스마트 보안 시스템(30)은 영상획득/처리 모듈(31), 영상분석 매니저(32), 상황분석 매니저(33), 결과조치 매니저(34), 디스플레이 매니저(35), 영상압축/저장 매니저(36), 영상정보 DB(37a), 메타정보 DB(37b), 검색 및 재생 매니저(38) 및 구성 매니저(39)를 포함할 수 있다.
종래의 기술에 따른 실시간 행위분석 및 상황인지 스마트 보안 시스템은, 모니터 요원이 일일이 감시 영상을 모니터링하지 않아도, 획득한 영상을 실시간으로 분석하여 감시 구역 내에 출입하는 물체(사람, 차량 등)를 실시간으로 탐지하고, 이를 추적하며, 이들의 행위를 파악하여 위험 상황이 예측되는 경우, 필요한 조처(경보 발생, 출입 통제 등)를 실시간으로 취할 수 있다.
그러나 종래의 기술에 따른 실시간 행위분석 및 상황인지 스마트 보안 시스템은, 행위 분석 및 상황 인지 기능을 가짐으로써, 결과조치 매니저(34)에 의해 핸드폰 또는 PDA 등의 이동 단말(50) 또는 컴퓨터 단말 등의 사용자 단말(60)의 E-메일 또는 웹 브라우저를 통해 담당자에게 경보(이메일, SMS 등)를 발생하지만, 긴급상황에 즉각적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 검색 및 재생 매니저(38)가 검색조건에 맞는 영상을 찾고 이를 재생하지만, 획득된 영상과 기저장된 영상만을 비교하기 때문에 다양한 데이터 유형의 영상에 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
1. 대한민국 특허공개번호 제10-2006-0031832호(공개일: 2006년 04월 13일) 2. 대한민국 특허공개번호 제10-2008-0044812호(공개일: 2008년 05월 21일) 3. 대한민국 특허등록번호 제10-0572768호(출원일: 2004년 06월 02일) 4. 대한민국 특허공개번호 제10-2002-0079758호(공개일: 2002년 10월 19일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, CCTV 카메라들로부터 획득되는 영상으로부터 행동패턴을 추출하여 비교 분석함으로써, 위험 상황이 발생한 해당 지역을 감시하고 실시간 대처할 수 있는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 신규 행동패턴을 추출하여 데이터베이스화함으로써, 다양한 모니터 상황에 대해 자동으로 판단할 수 있는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 관리자가 영상감시용 모니터로부터 떨어진 상태에서도 긴급상황에서 영상감시용 모니터를 확인하여 즉각적으로 대처할 수 있는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 감시 영역 내에 설치되어 감시 영역의 영상을 촬영하는 적어도 둘 이상의 감시용 카메라들; 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 상기 감시 영역의 위험 상황을 자동으로 판단하며, 각각의 위험 상황별로 제어신호를 출력하는 능동형 영상감시 장치; 상기 능동형 영상감시 장치에서 처리된 출력 영상을 디스플레이하는 모니터; 를 포함하여 이루어지되, 상기 능동형 영상감시 장치는 : 상기 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 위험 상황을 판단하는 영상특성 분석부; 상기 영상특성 분석부가 비교하는 행동패턴 영상이 저장되는 행동패턴 DB; 상기 영상특성 분석부에서 판단된 위험 상황에 대응하여 각각의 위험 상황별로 제어신호를 출력하는 상황 대처부; 상기 상황 대처부에서 출력되는 사항에 대하여 감시자의 선택 사항을 입력받는 선택사항 입력부 ; 정상 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득한 영상들이 상기 모니터에 시분할 또는 화면분할되어 출력되도록 영상을 변환하여 출력하며, 위험 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상 중 상기 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라의 영상만이 상기 모니터에 활성화되도록 영상을 변환하여 출력하는 출력영상 제어부 ; 를 포함하여 이루어지는 것인 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 행동패턴 DB는, 적어도 비정상적 행동패턴, 위험도구, 위험 인상착의, 사용자 입력, 및 통과(PASS)를 포함하여 이루어진 데이터 유형의 데이터베이스를 구성하고, 상기 데이터 유형들은 각각의 우선순위를 가지며, 상기 각각의 데이터 유형은 우선순위를 갖는 적어도 하나 이상의 데이터 항목들을 포함하여 이루어지며, 상기 영상특성 분석부는 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상의 우선순위에 따라 비교하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 능동형 영상감시 장치는 상기 획득된 영상으로부터 일정 패턴을 추출하여 상기 행동패턴 DB에 신규로 등록하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 영상특성 분석부는, 위험도구, 위험 인상착의를 포함하는 사물 데이터는 단일 프레임을 캡처하고, 사람의 행동패턴 추출은 복수의 프레임을 캡처하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 선택사항 입력부는 감시자가 상기 모니터를 확인한 후 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 감시자로부터 "통과(PASS)" 버튼을 입력받아 정상적인 감시 상태로 복귀시키고, 위험 상황이라고 판단될 경우 감시자로부터 "위험연락" 버튼을 입력받아 해당 기관에 즉각적으로 통보하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 능동형 영상감시 장치로부터 데이터를 실시간 전송받아 상기 능동형 영상감시 장치를 제어하는 감시자 이동 단말을 더 포함하여 이루어지며, 상기 감시자 이동 단말은 상기 능동형 영상감시 장치로부터 데이터를 실시간 전송받아, 위험상황 발생시, 상기 선택사항 입력부의 동작을 원격제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 사상으로, a) 감시 영역 내에 설치된 적어도 둘 이상의 감시용 카메라들로부터 감시 영역 영상을 획득하는 단계; b) 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 상기 감시 영역의 위험 상황을 자동으로 판단하는 단계; c) 정상 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득한 영상들을 시분할 또는 화면분할 방식으로 모니터에 출력하며, 위험 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상 중 상기 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라의 영상만을 모니터에 출력하는 단계 ; d) 상기 판단된 상황에 대응하여 각각의 상황별로 제어신호를 출력하는 단계; e) 상기 판단된 상황에 대응하여 감시자의 선택사항을 입력받는 단계 ; 를 포함하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 방법이 제공된다.
상기에 있어서, 상기 e) 단계는, e-1) 위험상황 발생 시, 감시자가 상기 모니터를 확인한 후, 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 감시자로부터 "통과(PASS)" 버튼을 입력받아 정상적인 감시 상태로 복귀시키는 단계; 및 e-2) 위험 상황이라고 판단될 경우, 감시자로부터 "위험연락" 버튼을 입력받아 해당 기관에 즉각적으로 통보하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 b) 단계는 상기 획득된 영상으로부터 일정 패턴을 추출하여 행동패턴 DB에 신규로 등록하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 행동패턴을 추출하여 비교 분석함으로써, 위험 상황이 발생한 해당 지역을 용이하게 감시하고 실시간 대처할 수 있다.
본 발명에 따르면, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 신규 행동패턴을 추출하여 데이터베이스화함으로써, 다양한 모니터 상황에 대해 자동으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 관리자가 영상감시용 모니터로부터 떨어진 상태에서도 긴급상황에서 영상감시용 모니터를 확인하여 즉각적으로 대처할 수 있다. 이에 따라 경비 인원을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 CCTV 카메라를 이용한 영상감시 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 실시간 행위분석 및 상황인지 스마트 보안 시스템 구성 및 동작 환경을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스의 데이터 유형별 항목을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 감시 모드의 동작을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 패턴 추출 모드의 동작을 예시하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예로서, 사람, 특히 범죄를 행하고자 하는 행위자의 행동 및 사용되는 도구 등을 영상처리 기법으로 형상화하거나, 실시간 획득된 영상에서 행위자의 행동 및 사용되는 도구 등을 인식하고, 이를 상황별 또는 형태별로 데이터베이스화하고, 기존의 CCTV 카메라에서 수집되는 영상과 데이터베이스를 비교 분석하여 위험 상황에 해당되는 상황이 발생할 경우, 이를 즉각적으로 모니터링 담당자에게 알려주는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법이 제공된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, CCTV 카메라(100), 능동형 영상감시 장치(200), 모니터(300) 및 감시자 이동 단말(400)을 포함한다. 이때, 능동형 영상감시 장치(200)는 획득영상 처리부(210), 녹화영상 DB(220), 영상특성 분석부(230), 행동패턴 DB(240), 상황 대처부(250), 선택사항 입력부(260), 출력영상 제어부(270) 및 무선통신 모듈(280)을 포함할 수 있다.
CCTV 카메라(100)는 적어도 둘 이상 구비되며, 통상적으로 복수의 감시 영역/구역 내에 설치되어 각각 감시 영역의 영상을 촬영한다. 이때, CCTV 카메라(100)는 아날로그 방식 또는 디지털 방식의 CCTV 카메라일 있다.
능동형 영상감시 장치(200)는 상기 CCTV 카메라(100)로부터 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 상기 감시 영역의 위험 상황을 자동으로 판단하며, 각각의 상황별로 제어신호를 출력한다. 여기서, 행동패턴(motion pattern)은 획득된 영상 내의 사람이나 동물의 동작뿐만 아니라, 획득된 영상 내의 위험도구 또는 위험 인상착의 등의 사물을 포함하며, 고정된 영상에 추가되는 부가 영상일 수 있다.
또한, 상기 능동형 영상감시 장치(200)는 상기 획득된 영상으로부터 일정 패턴을 추출하여 상기 행동패턴 DB에 신규로 등록하며, 위험도구, 위험 인상착의를 포함하는 사물 데이터는 단일 프레임을 캡처하고, 사람의 행동패턴 추출은 복수의 프레임을 캡처할 수 있다. 즉, 사물 데이터는 단일 프레임의 캡처 영상으로 확인할 수 있고, 사람의 행동패턴은 복수의 프레임을 추출함으로써 정확한 동작을 확인할 수 있다.
모니터(300)는 상기 능동형 영상감시 장치(200)에서 처리된 출력 영상을 디스플레이한다.
감시자 이동 단말(400)은 상기 능동형 영상감시 장치(200)로부터 데이터를 실시간 전송받아 상기 능동형 영상감시 장치(200)를 원격제어한다. 즉, 감시자가 해당 영상을 모니터링할 수 있는 모니터(300)로부터 부재중인 경우, 예를 들면, 순찰 또는 자리 비움 등의 경우, 감시자는 감시자 이동 단말(400)을 소지함으로써, 위험 상황이 발생할 경우 원격지에서 상기 능동형 영상감시 장치(200)를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, 기존의 CCTV 네트워크와 비교하면, 각각 연결되는 부분에 따라서 약간의 하드웨어 및 소프트웨어 구성은 차이가 보일 수 있으나, 기본 구성은 동일할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, DVR의 부가적인 소프트웨어로서 구성될 수도 있고, DVR을 대체하는 장치로 존재할 수도 있다.
구체적으로, 상기 능동형 영상감시 장치(200)는 획득된 영상의 특성 파악/경고를 위한 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이러한 특성파악/경고 프로그램은 영상처리 기법을 이용하여 획득영상 처리부(210)에서 입력되는 영상과 행동패턴 DB(240)에 속해 있는 데이터를 비교하여 행동패턴 DB(240)의 상황 및 패턴이 입력 영상에 존재하는 경우, 각각의 상황별로 상황 대처부(250)를 통하여 상황을 출력한다.
또한, 상기 능동형 영상감시 장치(200)는 위험 상황이 발생된 CCTV 카메라(100)의 영상을 모니터(300)에 활성화되도록 할 수 있고, 또한, 감시자가 모니터링 영상에서 일정 패턴 등을 추출하여 데이터베이스화할 수 있으며, 발생된 상황을 영상에 오버랩(overlap)시킬 수 있다.
상기 능동형 영상감시 장치(200)에서, 획득영상 처리부(210)는 상기 CCTV 카메라(100)로부터 영상을 수집하며, 상기 CCTV 카메라(100)가 아날로그 CCTV 카메라인 경우, 획득되는 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환한다. 만일, 상기 CCTV 카메라(100)가 디지털 방식의 네트워크 카메라 또는 디지털 카메라인 경우, 상기 CCTV 카메라(100) 내에서 디지털 신호를 전송받게 되므로, 상기 획득영상 처리부(210)가 필요하지 않을 수도 있다.
녹화영상 DB(220)는 상기 CCTV 카메라(100)로부터 획득된 영상을 저장한다.
영상특성 분석부(230)는 상기 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 행동패턴 DB(240) 내에 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 위험 상황을 판단한다.
행동패턴 DB(240)는 영상특성 분석부(230)가 비교하기 위한 행동패턴 영상이 저장되어 있으며, 신규로 추출된 행동패턴 영상이 등록 저장될 수 있다.
상황 대처부(250)는 상기 영상특성 분석부(230)에서 판단된 상황에 대응하여 각각의 상황별로 제어신호, 예를 들면, 경보 신호로서 전기적인 신호를 출력한다. 즉, 특성파악/경고 프로그램에서 상황이 발생한 경우, 각각의 상황별로 출력장치(알람 램프, 오버랩 데이터 등)로 상황을 알람 등 전기적 신호로 출력하는 부분이다.
선택사항 입력부(260)는 상황 대처부(250)에서 출력되는 사항에 대하여 감시자의 선택 사항을 입력받는다.
가령, 위험 상황 발생시, 감시자가 상기 모니터(300)를 확인한 후, 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 "통과(PASS)" 버튼을 입력하여 정상적인 감시 상태로 복귀시키고, 위험 상황이라고 판단될 경우, "위험연락" 버튼을 입력하여 해당 기관(상부관리 기관, 경찰, 보안업체 등)에 즉각적으로 통보한다.
출력영상 제어부(270)는 정상 상황의 경우 상기 감시용 카메라(100)들로부터 획득한 영상들이 상기 모니터(300)에 시분할 또는 화면분할되어 출력되도록 영상을 변환하여 출력한다.
그러나 출력영상 제어부(270)는, 위험 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상 중 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라(100)만의 영상이 상기 모니터(300)에 활성화되도록 영상을 변환하여 출력하게 된다. 또한 출력영상 제어부(270)는 특성 파악/경고 프로그램을 통하여 출력된 영상(일반 영상, 상황이 발생하였다면 상황별 출력 데이터가 오버랩된 영상)을 모니터(300) 등의 출력 장치로 출력한다.
무선통신 모듈(280)은 상기 감시자 이동 단말(400)에게 상기 획득된 영상을 전송하기 위한 것으로, 예를 들면, 근거리 무선통신 단말로서, 블루투스 모듈, 지그비 모듈로 구현될 수 있다. 이에 대응하여 상기 감시자 이동 단말(400) 내에도 무선통신 모듈이 구비된다. 이러한 무선통신 모듈(280)에 의해 영상 데이터를 전송할 수 있고, 원격제어가 가능하다는 점은 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, 위험 상황 발생 시, 위험 상황이 발생된 CCTV의 화면을 모니터(300)에 활성화하고, 이렇게 활성화된 영상을 감시자가 모니터링한 후 상황을 판단/결정하고, 즉각적으로, 비상, 경찰/보안업체 알림, 통과(Pass) 등 후속 대처를 할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, 감시자가 다수의 CCTV를 전체적으로 모니터링할 수 없는 한계를 극복할 수 있으며, 범죄 및 이와 유사한 위급상황 발생 시, 즉각적/능동적으로 대처를 할 수 있어, 범죄예방의 기능 및 범죄의 조기 진압이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, 기존의 CCTV망의 영상 특성파악/경고 프로그램의 소프트웨어 형태로 컴퓨터형/서버형 DVR에 부가적으로 설치/적용할 수 있으며, 스탠드얼론 타입 DVR의 경우 DVR 전단에 모듈 형태로서 설치하거나 또는 DVR 상위장치로서 설치되어, 기존의 CCTV망을 관리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템은, 단일 네트워크에서 존재할 수 있고, 복수의 네트워크상에서도 존재할 수 있으며, 광대역으로도 확장할 수도 있다. 예를 들면, 복수의 네트워크상에서 존재할 시에는 단일 네트워크들에서 들어오는 다수의 영상들을 처리하는 영상처리 모듈, 패턴 데이터를 관리하는 데이터베이스 서버, 상황 판단 및 입출력을 담당하는 관리 모듈로 분류되어 시스템을 확장할 수 있다. 또한, 광대역으로의 확장도 네트워크 형태와 마찬가지이며, 경찰 및 관광서 등과 광대역으로 확장되면, 범죄자 확인 및 수배자 검거에도 활용될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 예시하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스의 데이터 유형별 항목을 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 행동패턴 DB(240)는 비정상적 행동패턴, 위험도구, 위험 인상착의, 사용자 입력, 통과(PASS) 등으로 이루어진 데이터 유형들로 구분될 수 있어 제1 내지 제N 데이터 유형 DB(241~243)들을 구성하고, 이때, 상기 각각의 데이터 유형은 우선순위를 갖는 적어도 하나 이상의 데이터 항목들로 구분된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 항목은 행동패턴 및 위험 도구 등으로 구분될 수 있고, 동영상 또는 캡처 영상 등의 실제 영상에서 특정 영상처리 기법으로 추출된 형상 데이터들로 구성되며, 이때, 각각의 데이터 항목들은 우선순위를 포함한다. 유사한 데이터 항목들은 동일한 데이터 유형으로 묶어서 관리하고, 이러한 데이터 유형들도 각각의 우선순위를 갖는다. 우선순위는 기본 우선순위를 따를 수도 있으며, 또는 감시 영역의 특성에 따라 감시자 또는 관리자가 임의로 부과할 수도 있다.
이와 같은 우선순위는 영상특성 분석부(230)가 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교할 때 우선순위가 앞선 데이터 유형 및 데이터 항목이 우선적으로 비교된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템을 단일망에 적용하여 상황발생 시에 이에 대처하는 방법을 예시하면 다음과 같다.
예를 들면, 모자를 쓴 사람, 칼, 목조르는 행동이 데이터베이스에 포함된 경우, 엘리베이터 내에 여성이 존재한 상태에서 모자를 쓴 남성이 탑승을 하였다. 이때, CCTV 모니터링은 다수의 CCTV 카메라 영상이 모니터에 순차적으로 전환되면서, 감시자는 해당 모니터만을 주시하고 있다.
이러한 상황은 위험한 상황이 발생될 수 있는 상황이라고 볼 수 있다. 즉, 모자를 쓴 사람이 특정 CCTV 카메라 영상에 잡혔다면, 상기 영상 특성 분석부(230)의 특성파악/경보 프로그램에서 상기 행동패턴 DB(240)와 비교분석하여 위험요소가 영상 내에 있음을 파악하고, 그 특정 CCTV 카메라 영상을 감시자가 모니터링하는 모니터(300)에 활성화하게 된다. 이때, "모자 쓴 사람"이라는 위험요소를 글로서 영상에 오버랩하여 출력할 수도 있다. 또한, 이와 동시에 감시자의 상황판단 램프/스위치가 점등을 하며 깜빡이게 할 수 있다. 이때, 감시자는 활성화된 화면을 주시하며 상황을 판단하고 위험상황이 아님을 인지한 경우, "PASS" 버튼/스위치를 누르면, CCTV 카메라(100)는 원상태로 전환된다.
만일, 다음 상황에서 모자를 쓴 사람이 여성의 목을 감싸고 칼을 손에 든 상황이 발생하였다면, 다시 상기 영상 특성 분석부(230)의 특성파악/경보 프로그램은 전술한 과정을 거쳐, 해당 CCTV 카메라(100)의 화면을 모니터에 활성화하고, "위험요소: 칼", "위험행동: 목조르기"를 화면에 오버랩하여 출력하며, 상황판단 램프/스위치를 점등하게 된다. 후속적으로, 감시자는 위험상황인 것을 인식하고, 즉각적으로 "경찰 연결" 또는 "보안업체 연결" 등을 선택하게 되고, 자동으로 해당기관에 연결됨으로써, 해당 상황에 대처할 수 있다.
또한, 상황 대처 방법으로서, CCTV망과 엘리베이터 조작 기능이 이미 접목되어 있다면, 엘리베이터를 감시자가 임의로 조종함으로써, 특정 층(예컨대 1층)으로 범죄자를 인도할 수도 있다.
만약 위험상황이 발생하였고, 이에 대처하는 상황에서 감시자가 위험상황임을 선택하였다면, 주 모니터 화면과 부가적으로 설치된 모니터에 가장 인접한 CCTV를 활성화하여 범죄자의 도주로를 확인할 수도 있다. 이러한 방식이 해당 CCTV망에서 활동하는 일반인들과 감시자에게는 번거로운 상황이 발생할 수도 있다(예를 들면, 아파트 내의 엘리베이터). 이러한 경우, 전술한 기능을 알림판을 통하여 알리고, 해당 CCTV 카메라, 특히 범죄율이 높은 곳의 CCTV 카메라를 지날 때는 가급적이면 얼굴을 확인할 수 있도록 일반인들에게 미리 알려주고, 감시자는 각각의 일반인들의 인상착의를 특성파악/경보 프로그램을 이용하여 데이터베이스화할 수 있다.
한편, 현재 CCTV는 아날로그에서 디지털로 변화하고 있으며, 디지털 CCTV는 과거에 비해 해상도 및 전송 속도의 급속한 발전과 함께 가격이 하락함에 따라 시장 점유율이 급성장하고 있다. 디지털 CCTV는 기본적으로 PC의 웹캠(웹카메라)과 같은 원리이며, PC의 프로그램이 웹캠 내부에 설치된 일체형 장비로 볼 수 있다. 디지털 CCTV는 IP(Internet Protocol) 주소를 기반으로 작동되는 IP 카메라의 일종이라고 할 수 있으며, 종종 네트워크 카메라라고도 불린다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 감시 모드의 동작을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 감시 모드는, 먼저, CCTV 카메라로부터 영상을 수집하거나 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하기 위해서 획득영상을 처리한다(S101). 이때, CCTV 카메라가 디지털 CCTV 카메라인 경우, CCTV 카메라 내에서 디지털로 변환된다.
다음으로, 전처리 과정, 마스크 처리 과정 및 패턴 추출 과정으로 이루어진 영상 처리 과정을 수행한다(S102). 이때, 전처리, 마스크 처리 및 패턴 추출은 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 감시자가 부재중인 경우, 예를 들면, 순찰 중인지 자리 비움 상태인 경우(S103), 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 행동패턴 DB(240)를 검색하여 획득된 영상과 비교 분석하고, 위험 유형 및 우선순위를 판단한다(S104).
이때 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라의 영상이 모니터에 활성화되며, 아울러 우선순위가 높은 위험 상황이 우선권을 가지면서 활성화된다.
다음으로, 영상 비교분석에 대응하여 상황을 판단하고(S105), 해당 상황에 대응하여 경보신호 등을 출력한다(S106).
다음으로, 감시자가 상기 모니터를 확인한 후, 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 "통과(PASS)" 버튼을 입력하여 정상적인 감시 상태로 복귀시키거나, 또는 위험 상황이라고 판단될 경우, "위험연락" 버튼으로 해당 기관에 즉각적으로 통보하도록 선택사항을 입력한다(S107).
다음으로, 감시자는 해당 상황에 대처하고(S108), 이러한 상황이 완료되면 모니터 유형에 따라 출력영상이 자동으로 변환되어 출력된다.(S109).
전술한 과정은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 감시 모드가 수행되는 경우를 예시하며, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 방법이 이에 국한되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 패턴 추출 모드의 동작을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템에서 영상 특성 분석시 패턴 추출 모드로서, 먼저 CCTV 카메라로부터 영상을 수집하거나 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하기 위해서 획득영상을 처리한다(S201).
다음으로, 위험도구, 위험 인상착의 등의 사물 데이터 추출은 단일 프레임을 캡처하고, 사람의 행동패턴 추출은 복수의 프레임을 캡처한다(S202).
다음으로, 전처리 과정, 마스크 처리 과정 및 패턴 추출 과정으로 이루어진 영상 처리 과정을 수행한다(S203).
다음으로, 행동패턴 DB(240)를 검색하여, 유사 패턴이 있는지 검색하고, 신규 패턴인 경우 상기 행동패턴 DB(240) 내에 저장한다(S204). 이때, 전술한 바와 같이, 데이터 유형 및 데이터 항목에 따라 우선순위를 부과할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템 및 그 방법에 따르면, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 행동패턴을 추출하여 비교 분석함으로써, 위험 상황이 발생한 해당 지역을 용이하게 감시하고 실시간 대처할 수 있고, CCTV 카메라로부터 획득되는 영상으로부터 신규 행동패턴을 추출하여 데이터베이스화함으로써, 다양한 모니터 상황에 대해 자동으로 판단할 수 있으며, 관리자가 영상감시용 모니터로부터 떨어진 상태에서도 긴급상황에서 영상감시용 모니터를 확인하여 즉각적으로 대처할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: CCTV 카메라
200: 능동형 영상감시 장치
300: 모니터
400: 감시자 이동 단말
210: 획득영상 처리부
220: 녹화영상 DB
230: 영상특성 분석부
240: 행동패턴 DB
250: 상황 대처부
260: 선택사항 입력부
270: 출력영상 제어부
280: 무선통신 모듈

Claims (9)

  1. 감시 영역 내에 설치되어 감시 영역의 영상을 촬영하는 적어도 둘 이상의 감시용 카메라들;
    상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 상기 감시 영역의 위험 상황을 자동으로 판단하며, 각각의 위험 상황별로 제어신호를 출력하는 능동형 영상감시 장치;
    상기 능동형 영상감시 장치에서 처리된 출력 영상을 디스플레이하는 모니터;
    를 포함하여 이루어지되,
    상기 능동형 영상감시 장치는 :
    상기 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 위험 상황을 판단하는 영상특성 분석부;
    상기 영상특성 분석부가 비교하는 행동패턴 영상이 저장되는 행동패턴 DB;
    상기 영상특성 분석부에서 판단된 위험 상황에 대응하여 각각의 위험 상황별로 제어신호를 출력하는 상황 대처부;
    상기 상황 대처부에서 출력되는 사항에 대하여 감시자의 선택 사항을 입력받는 선택사항 입력부 ;
    정상 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득한 영상들이 상기 모니터에 시분할 또는 화면분할되어 출력되도록 영상을 변환하여 출력하며, 위험 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상 중 상기 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라의 영상만이 상기 모니터에 활성화되도록 영상을 변환하여 출력하는 출력영상 제어부 ;
    를 포함하여 이루어지는 것인 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 행동패턴 DB는, 적어도 비정상적 행동패턴, 위험도구, 위험 인상착의, 사용자 입력, 및 통과(PASS)를 포함하여 이루어진 데이터 유형의 데이터베이스를 구성하고, 상기 데이터 유형들은 각각의 우선순위를 가지며,
    상기 각각의 데이터 유형은 우선순위를 갖는 적어도 하나 이상의 데이터 항목들을 포함하여 이루어지며,
    상기 영상특성 분석부는 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상의 우선순위에 따라 비교하는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 능동형 영상감시 장치는 상기 획득된 영상으로부터 일정 패턴을 추출하여 상기 행동패턴 DB에 신규로 등록하는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영상특성 분석부는, 위험도구, 위험 인상착의를 포함하는 사물 데이터는 단일 프레임을 캡처하고, 사람의 행동패턴 추출은 복수의 프레임을 캡처하는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택사항 입력부는 감시자가 상기 모니터를 확인한 후 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 감시자로부터 "통과(PASS)" 버튼을 입력받아 정상적인 감시 상태로 복귀시키고, 위험 상황이라고 판단될 경우 감시자로부터 "위험연락" 버튼을 입력받아 해당 기관에 즉각적으로 통보하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  6. 제 6 항에 있어서,
    상기 능동형 영상감시 장치로부터 데이터를 실시간 전송받아 상기 능동형 영상감시 장치를 제어하는 감시자 이동 단말을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 감시자 이동 단말은 상기 능동형 영상감시 장치로부터 데이터를 실시간 전송받아, 위험상황 발생시, 상기 선택사항 입력부의 동작을 원격제어하는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 시스템.
  7. a) 감시 영역 내에 설치된 적어도 둘 이상의 감시용 카메라들로부터 감시 영역 영상을 획득하는 단계;
    b) 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상으로부터 행동패턴을 추출하고, 추출된 행동패턴 영상을 기저장된 행동패턴 영상과 비교하여 상기 감시 영역의 위험 상황을 자동으로 판단하는 단계;
    c) 정상 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득한 영상들을 시분할 또는 화면분할 방식으로 모니터에 출력하며, 위험 상황의 경우 상기 감시용 카메라들로부터 획득된 영상 중 상기 위험 상황을 촬영한 감시용 카메라의 영상만을 모니터에 출력하는 단계 ;
    d) 상기 판단된 상황에 대응하여 각각의 상황별로 제어신호를 출력하는 단계;
    e) 상기 판단된 상황에 대응하여 감시자의 선택사항을 입력받는 단계 ;
    를 포함하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 e) 단계는,
    e-1) 위험상황 발생 시, 감시자가 상기 모니터를 확인한 후, 특이사항이 발생할 소지가 적다고 판단되면 감시자로부터 "통과(PASS)" 버튼을 입력받아 정상적인 감시 상태로 복귀시키는 단계; 및
    e-2) 위험 상황이라고 판단될 경우, 감시자로부터 "위험연락" 버튼을 입력받아 해당 기관에 즉각적으로 통보하는 단계
    를 포함하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 b) 단계는 상기 획득된 영상으로부터 일정 패턴을 추출하여 행동패턴 DB에 신규로 등록하는 것을 특징으로 하는 행동패턴 데이터베이스를 이용한 능동형 영상감시 방법.

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