KR20120088919A

KR20120088919A - 울타리 감시 시스템 및 이에 있어서의 영상 신호 처리 방법

Info

Publication number: KR20120088919A
Application number: KR1020110009883A
Authority: KR
Inventors: 김배훈
Original assignee: 주식회사 영국전자
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-08-09

Abstract

상황실이나 감시용 모니터가 설치된 시설 내에서 운용자가 울타리 주변 영역을 효과적으로 감시할 수 있도록 해주는 울타리 감시 시스템과, 이에 있어서의 영상신호 처리 방법.
본 발명의 울타리 감시 시스템은 다수의 카메라 서브시스템과 중앙 감시 장치를 구비한다. 다수의 카메라 서브시스템은 울타리를 따라 분산 배치되는 복수의 카메라와, 상기 복수의 카메라에 의해 촬영된 카메라 영상들을 결합하여 로컬감시영상를 생성하는 로컬 영상 처리 장치를 각각 구비한다. 중앙 감시 장치는 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 위치 정보를 저장하며, 상기 다수의 카메라 서브시스템으로부터 상기 로컬감시영상들을 받아들이고 상기 카메라 영상들을 추출하며, 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 상기 위치 정보와 함께 상기 카메라 영상들 중 적어도 일부를 표시장치에 표시한다.

Description

울타리 감시 시스템 및 이에 있어서의 영상 신호 처리 방법{Fence Monitoring System and Image Signal Processing Method in the Same}

본 발명은 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 예컨대 CCTV 방식의 감시 시스템에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 이와 같은 감시 시스템에 있어서의 영상 신호 처리 방법에 관한 것이다.

특정 장소 내지 영역을 비디오 카메라로 촬영하고 촬영된 영상을 제한된 범위의 모니터에 전송하여, 모니터 영상을 토대로 침입자나 기기 이상 여부 등을 원격감시하는 CCTV 시스템이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 CCTV 시스템의 응용예 중 하나로서, 군사분계선이나 해안선, 군부대, 또는 탄약창과 같은 군사시설의 울타리를 감시하기 위한 울타리 경계 시스템을 들 수 있다. 이와 같은 울타리 경계 시스템은 적이나 불순한 의도를 가진 외부인의 침투 내지 침입을 미리 발견해서 조기에 대처하기 위한 것으로서, 감시초소에서 육안으로 전방을 감시하는 초병과 병행해서 운용하기 위하여 또는 이를 대체하기 위하여 최근 들어 본격적으로 도입이 시도되고 있다.

종래의 울타리 경계 시스템은 경계 대상 지역에 수 미터(m) 이상의 높이를 갖는 지지대(pole)를 수십 미터마다 설치하고, 다수의 지지대 각각에 팬/틸트/줌이 가능한 카메라를 설치하며, 카메라의 영상이 상황실의 모니터에 전송되어 표시되도록 구성된다.

그런데, 이와 같은 경계 시스템에 따르면, 카메라 사이의 간격이 넓어서 각 카메라의 감시 영역이 넓기 때문에, 팬/틸트/줌 메커니즘을 구동하여 어느 한 영역을 구체적으로 감시하고자 하는 경우 원거리 감시가 부실해질 수 있고, 원거리 감시를 완벽하게 하고자 하는 경우에는 특정 영역에 대한 집중 감시가 부실해질 수 있다.

아울러, 산악이 많은 우리나라의 지형적 특징과, 나무나 숲이 많은 지역에 설치되어 있는 군사용 울타리의 설치지역 특성 상, 바위나 나무 또는 숲에 감시영역이 가려져서 효과적으로 울타리 주변 영역에 대한 감시가 이루어지기가 어렵다. 따라서, 불순한 의도를 가진 외부인이 경계 시스템의 카메라를 회피하거나 우회하여 침투하거나 접근하는 것을 효율적으로 감지하지 못할 수가 있다.

한편, 이와 같이 감시 기능이 불완전하면서도, 종래의 경계 시스템은 각 카메라가 팬/틸트/줌 메커니즘을 포함하여 구성됨으로 인하여 설비비가 많이 소요된다. 또한, 각 카메라가 수 미터 높이의 금속재 지지대 상에 설치되기 때문에, 시공비가 많이 들게 되며, 이에 따라 비용 측면에서도 매우 비효율적이라 할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상황실이나 감시용 모니터가 설치된 시설 내에서 운용자가 울타리 주변 영역을 효과적으로 감시할 수 있도록 해주는 울타리 감시 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

아울러, 본 발명은 이와 같은 울타리 감시 시스템에서 카메라가 설치된 울타리 전 지역에 걸쳐 운용자가 모든 카메라 영상을 손쉽게 파악하고 이상 상태 발생 여부를 확인할 수 있도록 하기 위한 영상 신호 처리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 울타리 감시 시스템은 다수의 카메라 서브시스템과 중앙 감시 장치를 구비한다. 다수의 카메라 서브시스템은 울타리를 따라 분산 배치되는 복수의 카메라와, 상기 복수의 카메라에 의해 촬영된 카메라 영상들을 결합하여 로컬감시영상를 생성하는 로컬 영상 처리 장치를 각각 구비한다. 중앙 감시 장치는 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 위치 정보를 저장하며, 상기 다수의 카메라 서브시스템으로부터 상기 로컬감시영상들을 받아들이고 상기 카메라 영상들을 추출하며, 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 상기 위치 정보와 함께 상기 카메라 영상들 중 적어도 일부를 표시장치에 표시한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 중앙 감시 장치는 상기 복수의 카메라의 설치위치를 나타내는 아이콘들이 포함된 출력화면을 구성하는 출력 구성부를 구비한다. 상기 아이콘들 중 하나가 선택되면, 상기 출력 구성부는 상기 선택된 아이콘에 상응하는 상기 카메라 영상을 포함시켜 상기 출력화면을 구성한다.

상기 아이콘은 합성된 그래픽 요소일 수도 있고, 상기 카메라 영상이 축소된 미니어쳐 영상일 수도 있다.

바람직하기로는, 상기 로컬 영상 처리 장치가 상기 결합된 로컬감시영상 내에서 움직임 객체를 검출하기 위한 움직임 검출부를 더 구비한다. 상기 움직임 객체가 검출되는 경우, 상기 로컬 영상 처리 장치는 움직임 검출 정보를 상기 중앙 감시 장치에 전송한다.

일 실시예에 있어서, 움직임 검출부는 로컬감시영상을 사용하여 움직임 객체를 검출한다. 그렇지만, 변형된 실시예에 있어서는 움직임 검출부가 카메라 영상을 사용하여 움직임 객체를 검출할 수도 있다.

한편, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 영상 신호 처리 방법은 울타리를 따라 분산 배치되는 복수의 카메라에 의해 촬영된 카메라 영상들을 소정의 포맷으로 결합하여, 결합된 로컬감시영상을 원격지에 있는 중앙 감시 장치에 전송하는 단계; 상기 중앙 감시 장치에서, 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 위치 정보와 함께 상기 카메라 영상들 중 적어도 일부를 표시장치에 표시하는 단계; 및 소정의 아이콘 선택 신호에 응답하여, 선택된 아이콘에 상응하는 상기 카메라 영상을 로컬감시영상으로부터 추출하여 상기 표시장치에 표시하는 단계;를 구비한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 로컬감시영상 및 상기 카메라 영상들 중 적어도 하나를 사용하여 움직임 객체가 검출되는지 판단하고, 움직임 객체가 검출되는 경우 움직임 객체가 검출된 영역에 상응하는 카메라 영상을 포함시켜 출력화면을 재구성하게 된다.

본 발명에 의한 울타리 감시 시스템에 따르면, 각 카메라 서브시스템에 다수의 카메라를 마련하여 각각의 카메라에 의하여 좁은 지역을 집중감시한다. 그리고 이상 상황이 발생하지 않은 정상 상태에서는, 각 카메라 서브시스템 내에 있는 다수의 카메라들이 촬영한 영상을 결합해서 하나의 로컬감시영상을 생성하여 집중 감시 장치에 전송함으로써, 대역폭을 감소시키고 각 장치의 처리 부담을 경감시킨다. 한편, 이상 상황이 발생하면, 상황이 발생된 영역에 관련된 카메라에 대해서만 원본 영상을 추가적으로 집중 감시 장치에 전송함으로써 정보 부족으로 인한 감시 소홀을 방지한다.

이와 같은 감시 시스템에 따르면, 부피와 중량이 크고 가격이 비싼 팬/틸트/줌 카메라를 사용하지 않고서도 광역 감시와 집중 감시가 원활하게 이루어지는 효과가 있다. 또한, 각 카메라의 화각이 울타리를 포함하기 때문에, 울타리 자체 예컨대 철조망의 이상 유무도 확인할 수 있다.

아울러, 각 카메라가 담당하는 영역이 좁기 때문에, 산악이나 나무 또는 숲에 의해 카메라 시야각이 가리는 문제를 해소할 수 있게 된다.

따라서, 상황실이나 감시용 모니터가 설치된 시설 내에서 운용자가 울타리 주변 영역을 효과적으로 감시할 수 있게 된다.

특히, 바람직한 실시예에 따르면, 울타리 지도와 카메라가 현장감있게 표시되고, 이를 토대로 각 카메라의 영상이 표시되기 때문에, 운용자의 상황 파악이 용이해진다는 장점이 있다.

나아가, 각 카메라의 구조가 단순하고 간편하게 시공될 수 있기 때문에 시스템 구축 비용이 적다는 추가적인 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 도면 중,
도 1은 본 발명에 의한 울타리 감시 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면;
도 2는 도 1에 도시된 각 카메라의 일 실시예의 사시도;
도 3은 도 2의 카메라의 일 실시예의 블록도;
도 4는 카메라의 배치 형태를 예시하는 도면;
도 5는 도 1에 도시된 로컬 영상 처리 장치의 일 실시예의 블록도;
도 6은 로컬 영상 처리 장치에 의해 결합된 로컬감시영상의 일 예를 보여주는 도면;
도 7은 도 1에 도시된 중앙 감시 장치의 일 실시예의 블록도;
도 8은 도 7에 도시된 모니터에 표시되는 출력화면의 일 실시예를 보여주는 도면;
도 9는 도 1의 감시 시스템의 평상시 동작을 설명하기 위한 흐름도;
도 10은 로컬 영상 처리 장치에서 움직임 객체를 검출한 경우의 도 1의 감시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도;
도 11은 도 1에 도시된 중앙 감시 장치의 다른 실시예의 블록도;
도 12는 중앙 감시 장치의 모니터에 표시되는 출력화면의 다른 실시예를 보여주는 도면;
도 13은 중앙 감시 장치의 모니터에 표시되는 출력화면의 또 다른 실시예를 보여주는 도면; 그리고
도 14은 카메라의 다른 실시예의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 울타리 감시 시스템은 예컨대 군사분계선이나 해안선, 군부대, 또는 탄약창과 같은 군사시설의 울타리를 감시하기 위한 것으로서, 울타리를 따라 설치되는 다수의 집중감시 카메라 서브시스템(10a~14c, 20a~24c)과, 복수의 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e), 그리고 중앙 감시 장치(70)를 포함한다.

다수의 집중감시 카메라 서브시스템(10a~14c, 20a~24c) 각각은 울타리를 따라 배치되어 있으며, 울타리 안팎의 상황을 촬영하여 촬영된 영상을 중앙 감시 장치(70)에 제공한다.

집중감시 카메라 서브시스템(10a~14c)은 로컬 영상 처리 장치(10a)와, 다수의 카메라(12a~12i)와, 복수의 경고음 발생 스피커(14a, 14b, 14c)를 구비한다. 일 실시예에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(10a)와 카메라들(12a~12i)은 영상신호선을 통하여 접속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(10a)에 접속되는 카메라들(12a~12i)의 숫자는 9개가 되며, 각 카메라는 약 10 미터(m) 간격으로 배치된다.

로컬 영상 처리 장치(10a)는 카메라들(12a~12i)에 의해 촬영된 영상을 결합하고 프레임 레이트를 조절하여 하나의 로컬감시영상을 생성한다. 바람직한 실시예에 있어서, 각 카메라(12a~12i)에 의해 촬영되는 원본 영상은 초당 20~30 프레임의 프레임 레이트를 가지며, 로컬 영상 처리 장치(10a)에 의해 결합, 생성되는 로컬감시영상은 초당 1~10 프레임의 프레임 레이트를 가진다.

로컬 영상 처리 장치(10a)는 로컬감시영상을 중앙 감시 장치(70)로 전송함과 아울러, 자체적으로 구비하고 있는 기록매체에 타임태그를 부가하여 저장한다. 또한, 로컬 영상 처리 장치(10a)는 각 카메라(12a~12i)에 의해 촬영된 원본 영상 단위로, 또는 결합된 로컬감시영상 단위로, 영상 내에서 움직임을 검출하여 움직임 객체가 존재하는지를 판단하고, 움직임 객체가 존재하는 것으로 판단되는 경우 움직임 객체가 존재하는 원본 영상을 중앙 감시 장치(70)로 전송한다. 한편, 로컬 영상 처리 장치(10a)는 중앙 감시 장치(70)로부터 경고음 신호를 수신하면, 경고음 발생 스피커(14a, 14b, 14c)를 통하여 접근을 중지할 것을 요구하는 경고음을 송출하게 된다.

마찬가지로, 집중감시 카메라 서브시스템(20a~24c)은 로컬 영상 처리 장치(20a)와, 다수의 카메라(22a~22i)와, 복수의 경고음 발생 스피커(24a, 24b, 24c)를 구비한다. 일 실시예에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(20a)와 카메라들(22a~22i)은 영상신호선을 통하여 접속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(20a)에 접속되는 카메라들(22a~22i)의 숫자는 9개가 된다.

로컬 영상 처리 장치(20a)는 카메라들(22a~22i)에 의해 촬영된 영상을 결합하고 프레임 레이트를 조절하여 하나의 로컬감시영상을 생성한다. 바람직한 실시예에 있어서, 각 카메라(22a~22i)에 의해 촬영되는 원본 영상은 초당 20~30 프레임의 프레임 레이트를 가지며, 로컬 영상 처리 장치(20a)에 의해 결합, 생성되는 로컬감시영상은 초당 1~10 프레임의 프레임 레이트를 가진다.

로컬 영상 처리 장치(20a)는 로컬감시영상을 중앙 감시 장치(70)로 전송함과 아울러, 자체적으로 구비하고 있는 기록매체에 타임태그를 부가하여 저장한다. 또한, 로컬 영상 처리 장치(20a)는 각 카메라(22a~22i)에 의해 촬영된 영상 단위로, 또는 결합된 로컬감시영상 단위로, 영상 내에서 움직임을 검출하여 움직임 객체가 존재하는지를 판단하고, 움직임 객체가 존재하는 것으로 판단되는 경우 움직임 객체가 존재하는 원본 영상을 초당 20~30 프레임의 증가된 프레임 레이트로 중앙 감시 장치(70)에 전송한다. 한편, 로컬 영상 처리 장치(20a)는 중앙 감시 장치(70)로부터 경고음 신호를 수신하면, 경고음 발생 스피커(24a, 24b, 24c)를 통하여 접근을 중지할 것을 요구하는 경고음을 송출하게 된다.

도 1에는 편의상 단 2개의 집중감시 카메라 서브시스템만이 도시되어 있지만, 울타리의 길이에 따라 수십개 또는 수백개 또는 그 이상의 집중감시 카메라 서브시스템이 시스템에 포함될 수 있다. 예컨대, 위와 같이 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)가 10m 단위로 설치되고, 각 로컬 영상 처리 장치가 9개의 카메라를 관장하는 경우에, 울타리의 길이가 5 킬로미터(km)라면, 약 55개의 집중감시 카메라 서브시스템이 울타리를 따라 설치될 수 있다.

한편, 도 1에서 광역감시 카메라 서브시스템들(50a~50e)은 울타리 내부에 설치되어, 울타리를 무단으로 통과한 침입자의 궤적을 지속적으로 추적하는 기능을 수행한다. 광역감시 카메라 서브시스템들(50a~50e) 각각은 팬/틸트/줌이 가능한 스피드돔 카메라에 의해 구현될 수 있다.

중앙 감시 장치(70)는 집중감시 카메라 서브시스템들(10a~14c, 20a~24c)과 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)과 광케이블에 의하여 접속되는 것이 바람직하다. 포설되는 광케이블의 숫자를 감소시킬 수 있도록 광케이블 중 일부는 파장분할다중화 방식으로 구현될 수 있다. 중앙 감시 장치(70)는 각 카메라 서브시스템들(10a~14c, 20a~24c, 50a~50e)로부터 영상신호를 받아들이고, 이를 모니터에 표시함으로써, 상황실 담당자가 울타리 안팎의 상황을 전체적으로 파악할 수 있게 해준다.

중앙 감시 장치(70)는 카메라 서브시스템들으로부터의 영상을 종합적으로 표시한 상태에서, 움직임이 검출된 이상 발생 지역의 카메라 영상 또는 운용자가 선택하는 카메라 영상을 확대표시될 수 있다. 또한, 중앙 감시 장치(70)는 무단으로 울타리에 접근하는 자가 있는 경우, 해당 영역에 대한 감시 레벨을 예컨대 "주의 경보", "경계 경보", "침입 경보" 순으로 격상시켜 음성 또는 영상을 통해 표출한다. 예컨대, "경계 경보" 하에서 중앙 감시 장치(70)는 운용자로 하여금 접근을 제지하는 안내방송을 행할 것을 촉구할 수 있고, 이에 따라 운용자가 안내방송을 행하면 중앙 감시 장치(70)는 경고음성 신호를 해당 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 송신하여 경고음이 스피커(14a~14c, 24a~24c)를 통해 재생되도록 하게 된다. 그리고, "침입 경보" 하에서 중앙 감시 장치(70)는 운용자로 하여금 해당 지역에 인원을 투입하도록 안내하게 된다.

나아가, 중앙 감시 장치(70)는 무단 접근자가 울타리를 통과하여 보호지역 내부로 침투하는 경우, 광역감시 카메라 서브시스템들(50a~50e)을 통하여 획득된 영상을 모니터에 표시함과 아울러, 침입자의 궤적을 모니터에 지도와 함께 표시할 수 있다.

도 2는 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)의 일 실시예의 사시도이고, 도 3은 그 블록도이다.

카메라는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 후방에 부착된 설치용 브라켓(102)을 구비한다. 하우징(100)의 전면 중앙에는 집광 렌즈(104)가 설치되고, 집광 렌즈(104) 주위에는 야간에 조명을 조사하기 위한 적외선 발광다이오드(LED) 램프들(106)이 다수개 배치된다. 집광 렌즈(104) 또는 발광다이오드(LED) 램프(106)의 주위에는 조도 감지 센서(108)가 마련된다. 하우징(100)의 내측에는 인쇄회로기판이 마련되며, 인쇄회로기판에는 제어부(110)와, 디지털-아날로그 변환기(114)와, 송출부(116)가 설치된다. 제어부(110)는 카메라의 전반적인 동작을 제어하고, 특히 조도 감지 센서(108)에 의해 감지되는 조도에 따라 적외선 LED 램프(106)의 발광 여부를 제어한다. 디지털-아날로그(D/A) 변환기(114)는 집광 렌즈(104) 후방에 있는 이미지 센서(112)에 의해 획득된 디지털 영상신호를 아날로그 신호로 변환한다. 송출부(116)는 디지털-아날로그 변환기(114)에 의해 출력되는 영상신호를 NTSC 또는 PAL 표준에 적합한 신호로 변환하여 영상신호선을 통하여 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 전송한다. 위에서 언급한 바와 같이, 송출부(116)에 의해 출력되는 영상은 초당 20~30 프레임의 프레임 레이트를 가진다. 제어부(110)는 D/A 변환기(114)와송출부(116)의 동작을 제어한다.

도 2 및 도 3에 도시된 카메라는 약 90도의 수평 화각을 가지고 전방을 촬영하며, 위에서 언급한 바와 같이 약 10m의 간격으로 울타리를 따라 설치된다. 도 4는 카메라의 배치 형태를 예시하고 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 울타리는 철책선(2)이 될 수 있으며, 상기 철책선(2)은 일정한 간격으로 배치된 철책선 지지봉(4)에 의해 고정, 지지될 수 있다. 이와 같은 실시예에 있어서, 각 카메라(12a, 12b)는 철책선(2) 또는 철책선 지지봉(4)에 브라켓(102)에 의해 고정될 수 있다. 여기서, 약 90도의 수평 화각 중 약 60도는 철책선 외부를 향하고, 약 30도는 철책선 내부를 향하도록 카메라의 방향이 정해지는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 카메라(12a, 12b)의 촬영 지역은 철책선 외측으로 10~20m, 철책선 내측으로 5~10m 정도의 영역으로 정해질 수 있다.

도 5는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)의 일 실시예의 블록도이다. 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)는 영상 결합부(150), 움직임 검출부(152), 선택부(154), 제어부(156), 통신부(158), 저장부(162), 및 증폭부(160)를 포함한다.

영상 결합부(150)는 로컬 영상 처리 장치가 관장하는 카메라들(12a~12i 또는 22a~22i)들에 의해 촬영된 영상을 받아들이고 결합(Mixing)하여, 초당 1~10 프레임의 프레임 레이트를 가지는 하나의 로컬감시영상을 생성한다. 도 6은 영상 결합부(150)에 의해 결합, 생성되는 로컬감시영상의 일 예를 보여준다. 본 실시예에 있어서, 로컬감시영상은 하나의 화면이 9등분되어 각 등분 영역에 각 카메라에 의해 촬영된 영상이 축소되어 배치된다. 로컬감시영상을 나타내는 영상 신호는 통신부(158)를 통하여 중앙 감시 장치(70)에 전송된다.

일 실시예에 있어서, 움직임 검출부(152)는 결합된 로컬감시영상 단위로 영상 내에서 움직임을 검출하여 움직임 객체가 존재하는지를 판단한다. 움직임 검출부(152)는 움직임을 검출하게 되면 움직임 검출 신호를 제어부(156)에 제공한다. 움직임 검출 신호를 수신하면, 제어부(156)는 움직임 검출 정보를 통신부(158)를 통하여 중앙 감시 장치(70)로 전송함과 아울러, 선택부(154)로 하여금 움직임이 검출된 지점에 관련된 카메라의 영상 신호를 축소되지 않은 형태로 추출하여 중앙 감시 장치(70)로 전송하도록 한다. 위에서 언급한 바와 같이 선택부(154)에 의해 선택되어 중앙 감시 장치(70)로 전송되는 영상은 초당 20~30 프레임의 프레임 레이트를 갖는 원본 영상인 것이 바람직하다. 선택부(154)에 의해 선택되는 원본 영상이 복수의 카메라로부터의 영상일 수도 있다.

한편, 본 실시예가 변형된 실시예에 있어서는, 움직임 검출부(152)가 결합된 로컬감시영상 단위가 아니라 각 원본 영상을 토대로 움직임을 검출할 수도 있다. 나아가, 움직임 검출이 각 카메라 내에서 이루어질 수도 있다.

저장부(160)는 영상 결합부(150)에 의해 결합된 로컬감시영상과, 선택부(154)에 의해 선택된 하나 이상의 원본 영상을 타임태그를 부가하여 저장한다. 한편, 통신부(158)를 통하여 중앙 감시 장치(70)로부터 경고음성 신호가 수신되면, 제어부(156)는 증폭부(162)에 경고음성 신호를 제공하고, 증폭부(162)는 경고음성 신호를 증폭하여 스피커(14a~14c, 24a~24c)를 통해 출력한다.

도 7은 도 1에 도시된 중앙 감시 장치(70)의 일 실시예를 보여준다. 본 실시예에 있어서, 중앙 감시 장치(70)는 통신부(200)와, 영상 추출부(202)와, 트랙킹부(204)와, 출력 구성부(206)와, 모니터(208)와, 주 제어부(210)와, 경보레벨 결정부(212)와, 사용자 조작부(216)와, 마이크(218)와, 부호화부(222)를 포함한다.

통신부(200)는 집중감시 카메라 서브시스템들(10a~14c, 20a~24c)의 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)와 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)에 접속되어, 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)로부터 로컬감시영상 및/또는 원본 영상을 수신하고, 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)으로부터 광역감시영상을 수신한다. 또한, 통신부(200)는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)로부터 수신될 수 있는 움직임 검출정보를 출력한다. 한편, 통신부(200)는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a) 또는 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)로 제어신호와 경고음성 신호를 송출한다.

영상 추출부(202)는 결합된 로컬감시영상 및/또는 원본 영상을 받아들이고, 주 제어부(210)의 제어 하에 모니터(206)를 통해 출력할 영상에 상응하는 영상신호를 출력 구성부(206)에 제공한다. 즉, 영상 추출부(202)는 결합된 로컬감시영상에서 각 카메라 영상을 추출하여 출력 구성부(206)에 제공할 뿐만 아니라, 수신된 신호에 원본 영상이 포함되어 있는 경우 이를 추출하여 출력 구성부(206)에 제공한다.

트랙킹부(204)는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)로부터의 움직임 검출 정보를 토대로 수상한 접근자와 울타리 내 침입자의 이동 경로를 추적한다. 울타리 내에서의 침입자의 이동 경로를 추적하는데 활용하기 위하여, 중앙 감시 장치(70) 또는 각 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)은 광역감시 카메라에 의해 촬영된 영상 내에서 움직임을 검출하는 움직임 검출부를 추가적으로 구비할 수도 있다.

출력 구성부(206)는 모니터(208)에 표시할 출력화면을 구성한다. 바람직한 실시예에 있어서, 중앙 감시 장치(70)의 저장부(207)에는 울타리 전체에 대한 디지털 지도와 카메라 위치정보, 그리고 아이콘 이미지가 저장되어 있으며, 출력 구성부(206)는 이들 정보를 사용하여 울타리 전체 또는 일부에 대한 지도를 토대로 출력화면을 구성한다.

도 8은 이와 같은 실시예에 따른 출력화면의 일 예를 보여준다. 출력화면에는 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)를 나타내는 다수의 제1 아이콘들(300)이 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)에 대응하여 표시된다. 또한, 출력화면에는 각 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)에 상응하는 제2 아이콘들(310~318)이 포함된다. 이와 같은 화면에서 운용자가 아이콘들(300, 310~318) 중 어느 하나 위에 마우스를 가져다 대거나 아이콘을 클릭하여 선택하면, 출력 구성부(206)는 선택된 아이콘에 해당하는 카메라에 의해 촬영된 영상(320)을 로컬감시영상으로부터 추출하여 표시한다. 아울러, 울타리에 접근하는 수상한 자가 존재하거나 울타리를 통과한 침입자가 존재하는 경우, 출력 구성부(206)는 카메라(12a~12i, 22a~22i) 또는 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)에 의해 촬영된 원본 영상(330) 또는 스케일링된 영상을 자동적으로 팝업시켜 표시한다. 또한, 출력 구성부(206)는 트랙킹부(204)에 의해 결정된 침입자의 궤적(340)을 추가적으로 표시할 수 있다.

다시 도 7을 참조하면, 주 제어부(210)는 영상 선택부(202) 및 출력 구성부(206)를 위시한 중앙 감시 장치(70)의 각 요소들의 전체적인 동작을 제어한다. 특히, 주 제어부(210)는 통신부(200)를 통하여 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)로부터의 움직임 검출 정보가 수신되는 경우, 경보레벨 결정부(212)가 경보 레벨을 결정하도록 제어한다. 경보레벨 결정부(212)는 움직임 객체가 울타리로부터 떨어진 거리를 결정하고, 움직임 객체와 울타리 사이의 거리를 토대로 해당 영역에 대한 감시 레벨을 예컨대 "주의 경보", "경계 경보", "침입 경보" 순으로 격상시켜 결정한다.

"주의 경보" 이상의 경보상황이 발생하면, 경보 내용은 주 제어부(210)를 통하여 트랙킹부(204) 및 출력 구성부(206)에 전달되어, 움직임 객체의 트랙킹과 팝업 감시 영상(320, 330) 표시가 이루어진다. 아울러, 경보레벨 결정부(212)는 경고등(214)나 스피커(미도시됨)를 통하여 시각적/청각적으로 경보 상황을 근무자에게 환기시킬 수 있다.

"경계 경보" 상황이 발생되면, 경보레벨 결정부(212)는 모니터(208), 경고등(214) 또는 스피커(미도시됨)를 통하여 운용자로 하여금 접근을 제지하는 경고방송을 행할 것을 촉구할 수 있다. 운용자가 마이크(218)를 사용하여 안내방송을 행하면, 마이크(218)에 의해 전기신호로 변환된 경고음성 신호는 증폭기(220)에 의해 증폭된 후 부호화부(222)에 의해 부호화되어 움직임 객체가 출현한 영역의 카메라를 관장하는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 송신된다. 그리고, "침입 경보" 하에서 경보레벨 결정부(212)는 운용자로 하여금 해당 지역에 인원을 투입하도록 안내하게 된다.

도 7에서, 사용자 조작부(216)는 키보드, 마우스, 및/또는 여타의 입력장치를 포함하며, 운용자가 도 8에 도시된 표시화면에서 특정 카메라의 영상을 확인하기 위하여 아이콘을 선택할 수 있게 해주고, 팝업 영상을 종료할 수 있게 해준다.

도 9 및 도 10을 참조하여, 도 1의 울타리 감시 시스템의 동작을 설명한다. 도 9는 도 1의 감시 시스템의 평상시 동작을 보여주고, 도 10은 로컬 영상 처리 장치에서 움직임 객체를 검출한 경우의 동작을 보여준다.

도 9를 참조하면, 울타리에 설치된 다수의 카메라들(12a~12i, 22a~22i)은 지속적으로 울타리 주변 영상을 촬영한다(제400단계). 조도가 일정 기준치를 넘어서는 주간에는, 카메라들이 촬영하는 영상은 컬러 영상이다. 그렇지만, 조도가 낮은 야간에는, 카메라들이 촬영하는 영상은 적외선 LED 램프(106)의 조명을 토대로 촬영되는 흑백 영상이 된다.

로컬 영상 처리 장치들(10a, 20a)은 복수(예컨대 9)개의 카메라들이 촬영한 영상을 결합하여 하나의 로컬감시영상을 생성하고(제402단계), 초당 1~10 프레임의 프레임 레이트로 중앙 감시 장치(70)에 전송한다(제404단계).

제406단계 내지 제408단계에서, 중앙 감시 장치(70)는 다수의 로컬 영상 처리 장치들(10a, 20a)로부터 수신되는 로컬감시영상을 운용자가 파악하기 쉬운 형태로 화면에 표시해준다. 구체적으로, 제406단계에서, 중앙 감시 장치(70)의 출력 구성부(206)는 디지털 지도 상에서 카메라들(12a~12i, 22a~22i)의 위치에 카메라 아이콘들(300)이 표시된 형태로 출력화면을 구성한다. 이와 같은 상태에서, 운용자가 어느 한 아이콘을 선택하면(제408단계), 출력 구성부(206)는 선택된 아이콘에 대응하는 카메라의 원본 영상을 로컬감시영상으로부터 추출하여 표시하게 된다(제410단계).

도 10을 참조하면, 로컬 영상 처리 장치들(10a, 20a)은, 결합된 로컬감시영상 단위로 또는 각 카메라에 의해 촬영된 원본 영상 단위로, 영상 내에서 움직임을 검출하여 움직임 객체가 존재하는지를 판단한다. 움직임 검출은 연이어진 프레임들의 화소들 또는 화소 블록들간의 화소 값 비교를 통하여 이루어질 수 있다. 여기서, 바람에 의한 울타리의 움직임 또는 카메라의 움직임에 의한 오류를 방지할 수 있도록, 연이어진 프레임들간의 화소들 또는 화소 블록들 간의 비교 이외에, 1~2 프레임 이상 서로 분리된 프레임들간에도 화소값을 비교하여 검증을 행하는 것이 바람직하다.

제420단계에서 움직임 검출 이벤트가 발생되면, 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)는 움직임이 검출된 영역의 카메라가 촬영한 원본 영상과 움직임 검출 정보를 추가적으로 중앙 감시 장치(70)에 전송한다(제422단계). 움직임 검출 정보가 수신되면, 중앙 감시 장치(70)의 주 제어부(210)는 출력 구성부(206)가 상기 원본 영상(330)을 팝업시켜 표시하도록 제어한다(제424단계).

그리고, 주 제어부(210)는 경보레벨 결정부(212)로 하여금 경보 레벨을 결정하도록 제어하고, 대응 조치를 안내한다(제426단계). 경보 상황에 운용자가 마이크(218)를 사용하여 철수를 지시하는 경고방송을 행하면, 경고음성 신호는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 송신되어 스피커(14a~14c, 24a~24c)를 통해 재생된다.

나아가, 움직임 객체가 울타리를 통과하여 침입하는 경우(제428단계), 경보레벨 결정부(212)는 경보 레벨을 격상시키고, 트랙킹부(204)는 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)에 의해 촬영된 영상을 활용하여 침입자를 트랙킹한다. 이때, 광역감시 카메라 서브시스템(50a~50e)에 의해 촬영된 원본 영상(330)이 출력화면에 포함됨과 아울러, 침입자 궤적(340)이 출력화면에 표시된다(제432단계). 한편, 제428단계에서 움직임 객체가 울타리를 통과하지 않고 울타리 인접 지역에 머무는 경우에는, 울타리에 설치된 카메라들을 사용하여 움직임 객체가 사라질 때까지 감시를 계속하면서 철수 경고음성을 방송하고, 움직임 객체가 사라지면 감시를 종료한다(제430단계).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다양한 방식으로 변형될 수 있고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다.

예컨대, 도 8의 출력화면에서 울타리에 설치된 카메라들(12a~12i, 22a~22i)을 나타내는 제1 아이콘들(300)이나 각 광역감시 카메라 서브시스템들(50a~50e)을 나타내는 제2 아이콘들(310~318)은 합성된 그래픽 요소가 아니라, 해당 카메라 또는 카메라 서브시스템들에 의해 촬영된 영상의 축소형이 될 수도 있다.

도 11은 이와 같은 실시예에 적합한 중앙 감시 장치(70)의 블록도이다. 도시된 실시예에 있어서, 영상 축소부(203)는 영상 추출부(202)에 의해 추출된 각 카메라 영상을 축소하여 제1 아이콘들(300) 각각을 생성한다. 아울러, 영상 축소부(203)는 광역감시 카메라 서브시스템들(50a~50e) 각각이 촬영한 영상을 축소하여 제2 아이콘들(310~318) 각각을 생성한다. 여기서 제1 아이콘들(300) 및 제2 아이콘들(310~318) 각각은 정지영상일 수도 있고, 동영상일 수도 있다. 그리고, 이와 같은 실시예에 있어서는, 중앙 감시 장치(70)가 별도의 아이콘 라이브러리를 저장유닛에 반드시 보관할 필요는 없다. 도 11의 실시예의 다른 특징은 도 7에 도시된 실시예와 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

따라서, 특허청구범위를 포함한 본 명세서에 있어서, "아이콘"이라는 용어는 합성된 그래픽 요소, 정지영상, 동영상, 또는 이들의 복합적인 형태를 모두 포함하는 의미로 사용됨을 유의해야 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 출력화면이 디지털 지도를 토대로 구성되는 것이 아니라, 다른 일반적인 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 도 12와 같이 카메라들로부터의 영상을 바둑판식으로 배열할 수도 있고, 도 13과 같이 출력화면 중 일부에는 복수의 영상을 바둑판식으로 배열하고, 나머지 일부에는 특정 영상, 예컨대 운용자가 선택하는 영상이나 움직임이 검출된 영역의 영상을 확대하여 표시할 수도 있다.

또 다른 한편으로, 위에서는 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)가 영상을 NTSC 또는 PAL 표준에 적합한 형식의 아날로그 영상신호 형태로 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 전송하는 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 각 카메라(12a~12i, 22a~22i)가 영상을 디지털 영상신호 형태로 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)에 전송할 수도 있다. 도 14은 이와 같은 실시예에 따른 카메라의 블록도이다.

도 14에 있어서, 인코더(116a)는 이미지 센서(112)에 의해 획득된 디지털 영상신호를 예컨대, MPEG, MJPEG, MP4와 같은 미디어 포맷으로 인코딩하여 로컬 영상 처리 장치(10a)에 전송한다. 본 실시예에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(10a)와 카메라들(12a~12i)은 POE(Power over Ethernet) 케이블을 통하여 접속될 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 이와 같은 실시예에 따르면, 로컬 영상 처리 장치(10a)에 접속될 수 있는 카메라들(12a~12i)의 숫자가 크게 제한되지 않는다는 이점도 있다.

도 14의 카메라를 채택하는 시스템에 있어서, 로컬 영상 처리 장치(10a)의 영상 결합부(150)는 카메라 영상들을 다시 인코딩하여 결합한다. 이때, 영상 결합부(150)는 카메라 영상들에 대하여 압축율, 사이즈, 프레임 레이트를 원본과 동일하게 유지할 수도 있고, 변형시켜 결합할 수도 있다.

또 다른 한편으로, 위에서는 중앙 감시 장치(70)가 경보레벨을 결정하는 것으로 기술하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a)가 움직임 검출 결과를 토대로 경보레벨을 결정할 수도 있다. 또한, 안내방송이 중앙 감시 장치(70)로부터 제공되는 것이 아니라 로컬 영상 처리 장치(10a, 20a) 내에 저장된 음성이 사용될 수도 있다.

또 다른 한편으로, 움직임 검출 오류로 인하여 오경보가 발령되는 것을 방지하기 위하여, 집중감시 카메라 서브시스템에 오경보 보정 수단을 추가적으로 마련할 수 있다. 상기 오경보 보정 수단로서 예컨대 열상 카메라나 적외선 검출기가 설치되어, 열상 또는 적외선 영상에 의하여 움직임 객체가 실제로 존재하는지를 검증할 수 있다. 아울러, 각 카메라(12a~12i)의 감지 영역이 중복되는 지역에서 움직임 객체가 검출된 경우 인접 카메라에 의해 촬영된 영상들을 비교하여 오경보 발생 가능성을 낮출 수도 있다.

또 다른 한편으로 본 발명의 울타리 감시 시스템은 자동 타격 시스템과 연동되어, 움직임 객체 감지시 자동 타격 시스템에 의해 무기체계가 자동으로 동작하여 움직임 객체 주위에 타격을 가할 수 있도록 할 수도 있다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10a~14c, 20a~24c: 집중감시 카메라 서브시스템
50a~50e: 광역감시 카메라 서브시스템
10a, 20a: 로컬 영상 처리 장치
12a~12i, 22a~22i: 카메라
14a, 14b, 14c: 경고음 발생 스피커

Claims

울타리를 따라 분산 배치되는 복수의 카메라와, 상기 복수의 카메라에 의해 촬영된 카메라 영상들을 결합하여 로컬감시영상를 생성하는 로컬 영상 처리 장치를 각각 구비하는 다수의 카메라 서브시스템; 및
상기 복수의 카메라들 각각에 대한 위치 정보를 저장하며, 상기 다수의 카메라 서브시스템으로부터 상기 로컬감시영상들을 받아들이고 상기 카메라 영상들을 추출하며, 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 상기 위치 정보와 함께 상기 카메라 영상들 중 적어도 일부를 표시장치에 표시하는 중앙 감시 장치;
를 구비하는 울타리 감시 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 중앙 감시 장치가
상기 복수의 카메라의 설치위치를 나타내는 아이콘들이 포함된 출력화면을 구성하는 출력 구성부;
를 구비하며,
상기 아이콘들 중 하나가 선택되면, 상기 출력 구성부가 상기 선택된 아이콘에 상응하는 상기 카메라 영상을 포함시켜 상기 출력화면을 구성하는 울타리 감시 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 아이콘이 합성된 그래픽 요소인 울타리 감시 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 아이콘이 상기 카메라 영상이 축소된 미니어쳐 영상인 울타리 감시 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로컬 영상 처리 장치가
움직임 객체를 검출하기 위한 움직임 검출부;
를 더 구비하며,
상기 움직임 객체가 검출되는 경우, 상기 로컬 영상 처리 장치가 움직임 검출 정보를 상기 중앙 감시 장치에 전송하는 울타리 감시 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 움직임 검출부가 상기 로컬감시영상을 사용하여 상기 움직임 객체를 검출하는 울타리 감시 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 움직임 검출부가 상기 카메라 영상을 사용하여 상기 움직임 객체를 검출하는 울타리 감시 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 로컬 영상 처리 장치가
상기 움직임 객체가 검출되는 경우 경고음을 발생하는 경보음 발생 수단;
을 더 구비하는 울타리 감시 시스템.
울타리를 따라 분산 배치되는 복수의 카메라에 의해 촬영된 카메라 영상들을 결합하여, 결합된 로컬감시영상을 원격지에 있는 중앙 감시 장치에 전송하는 단계;
상기 중앙 감시 장치에서, 상기 복수의 카메라들 각각에 대한 위치 정보와 함께 상기 카메라 영상들 중 적어도 일부를 표시장치에 표시하는 단계; 및
소정의 아이콘 선택 신호에 응답하여, 선택된 아이콘에 상응하는 상기 카메라 영상을 로컬감시영상으로부터 추출하여 상기 표시장치에 표시하는 단계;
를 구비하는 영상 신호 처리 방법.
청구항 9에 있어서, 상기 아이콘이 상기 카메라 영상이 축소된 미니어쳐 영상인 영상 신호 처리 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 로컬감시영상 및 상기 카메라 영상들 중 적어도 하나를 사용하여 움직임 객체가 검출되는지 판단하는 단계; 및
상기 움직임 객체가 검출되는 경우, 상기 움직임 객체가 검출된 영역에 상응하는 상기 카메라 영상을 포함시켜 출력화면을 재구성하는 단계;
를 더 구비하는 영상 신호 처리 방법.