KR20130111867A - System for monitoring image and thereof method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이벤트 확률 분석에 따라 영상을 효율적으로 감시하여 발생된 이벤트에 따른 위험상황에 빠르게 대처하는 영상 감시 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a video surveillance system and a method of operating the video surveillance system that efficiently monitors an image according to an event probability analysis and quickly copes with a risk situation according to an event generated.
일반적으로, 영상 감시 시스템은 각종 건물이나 공항, 도로, 철도, 군부대 등의 감시대상 지역의 주변에 다수 대의 카메라를 설치하고, 이들로부터 취득되는 영상정보를 저장함과 아울러 원격지의 표시기기 상에 분할하여 표시하고, 침입이나 사고 등이 발생할 때 그 상황을 즉시 인식하여 표출할 수 있도록 한 시스템이다.In general, a video surveillance system installs a plurality of cameras around various monitoring areas such as buildings, airports, roads, railways, and military units, stores video information obtained from them, and divides them on display devices at remote locations. It is a system that displays and recognizes the situation immediately when an intrusion or accident occurs.
이러한 영상 감시 시스템이 취득하는 영상 정보는 그 정보 양이 광범위하기 때문에 사용자가 모든 감시 영상을 제어하지 못하게 되어, 위험한 상황이 발생한 경우를 간과할 수도 있다.Since the video information acquired by such a video surveillance system has a large amount of information, the user may not be able to control all surveillance videos, and may overlook the case where a dangerous situation occurs.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 감시 영상에 대한 이벤트 확률 분석으로 이벤트 발생 확률이 낮은 감시 영상에 대해 알람을 발생하여 발생된 이벤트 따른 위험상황에 빠르게 대처하는 영상 감시 시스템 및 그의 동작 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an image surveillance system and its operation method to quickly cope with the risk situation according to the generated event by generating an alarm for the surveillance image having a low event probability by analyzing the event probability of the surveillance image. It is.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 감시 시스템은 카메라를 통하여 감시 영역 내의 영상을 촬영하는 영상 감시 장치; 상기 촬영된 영상을 저장 및 모니터링하고 영상을 외부로 전송하는 운영장치; 및 상기 운영장치에 의해 전송된 알람신호를 판독하여 위험상황에 대응하는 지정기관을 포함하며, 상기 영상 감시 장치는 상기 촬영 영상으로부터 이벤트를 판단하고, 기저장되어 있는 이벤트 정보를 이용하여 상기 판단된 이벤트의 발생 확률을 계산하여, 상기 이벤트 발생확률이 기준값 이하인 경우 위험상황임을 알리는 알람신호를 상기 이벤트 영상과 함께 상기 운영장치로 전송하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a video surveillance system includes a video surveillance apparatus for photographing an image in a surveillance region through a camera; An operating device for storing and monitoring the photographed image and transmitting the photographed image to the outside; And a designated agency corresponding to a dangerous situation by reading an alarm signal transmitted by the operating device, wherein the video surveillance apparatus determines an event from the captured image and uses the determined event information to store the event. And a digital signal processor configured to calculate an occurrence probability of an event and transmit an alarm signal indicating the dangerous situation to the operating apparatus when the event occurrence probability is equal to or less than a reference value.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리부는, 상기 촬영 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고 상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 영상 분석부; 기저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 상기 영상의 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단하는 이벤트 확률 분석부; 및 상기 판단 결과, 상기 이벤트가 위험상황인 경우 알람신호를 생성하고 상기 알람신호 및 상기 위험상황 이벤트를 상기 운영장치로 전송하는 알람 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital signal processor may include: an image analyzer extracting feature information related to an event from the captured image and determining a type of event based on the extracted feature information; An event probability analysis unit for determining a risk situation by calculating an event occurrence probability of the image based on previously stored event information; And an alarm generator that generates an alarm signal and transmits the alarm signal and the dangerous event to the operating device when the event is a dangerous situation.
본 발명에 있어서, 상기 이벤트 확률 계산부는, 상기 이벤트 발생 확률이 기준값 이하인 경우 위함 상황임을 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the event probability calculator, it is characterized in that it is a risk situation when the event occurrence probability is less than the reference value.
본 발명에 있어서, 임의의 영상들에 대하여 상기 영상 분석부가 분석한 이벤트 종류 및 이벤트 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 저장하는 데이터 베이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the database for storing the event information including the event type and the number of event occurrences analyzed by the image analysis unit for any of the images; characterized in that it further comprises.
본 발명에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 이벤트 정보를 검색하는 이벤트 검색부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the event search unit for searching the event information stored in the database; characterized in that it further comprises.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 감시 시스템의 동작 방법은 카메라를 통하여 감시 영역 내의 영상을 촬영하는 영상 감시 장치, 상기 촬영된 영상을 저장 및 모니터링하고 영상을 외부로 전송하는 운영장치 및 상기 운영장치에 의해 전송된 알람신호를 판독하여 위험상황에 대응하는 지정기관을 포함하는 영상 시스템의 동작 방법으로서, 상기 영상 감시 장치가 촬영한 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고 상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계; 상기 영상 감시 장치가 기저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 상기 판단된 영상의 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단하는 단계; 상기 판단 결과, 상기 이벤트가 위험상황인 경우 상기 영상 감시 장치는 알람신호를 생성하여 상기 위험상황 이벤트 영상과 함께 상기 운영장치로 전송하는 단계; 및 상기 지정기관이 상기 운영장치로부터 전송된 상기 알람신호 및 위험상황 이벤트 영상을 판독하여 위험상황에 대응하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an operating method of an image surveillance system, including an image surveillance apparatus for photographing an image in a surveillance region through a camera, storing and monitoring the photographed image, and externally displaying the image. A method of operating a video system comprising an operating device for transmitting to a video signal and a designated engine corresponding to a dangerous situation by reading an alarm signal transmitted by the operating device, wherein the characteristic information related to an event is obtained from an image captured by the video surveillance device. Extracting and determining a type of event based on the extracted feature information; Determining, by the video surveillance apparatus, a risk situation by calculating an event occurrence probability of the determined video based on previously stored event information; If the event is a dangerous situation, the image monitoring device generates an alarm signal and transmits the alarm signal to the operating device together with the dangerous event image; And reading, by the designated authority, the alarm signal and the dangerous event image transmitted from the operating device, and corresponding to the dangerous situation.
본 발명에 있어서, 상기 이벤트의 종류를 판단하는 단계 전에, 임의의 영상들에 대하여 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계; 및 상기 이벤트의 종류 및 상기 이벤트의 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, before the step of determining the type of the event, the step of extracting the feature information associated with the event for any image; Determining a type of event based on the extracted feature information; And storing event information including the type of the event and the number of occurrences of the event in a database.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 감시 영상에 대한 이벤트 확률 분석으로 이벤트 발생 확률이 낮은 감시 영상에 대해 알람을 발생하여 발생된 이벤트 따른 위험상황에 빠르게 대처할 수 있다.As described above, according to the present invention, an alarm is generated for a surveillance image having a low event occurrence probability through an event probability analysis on the surveillance image, thereby quickly coping with a risk situation according to the generated event.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 시스템의 블록도 이다.
도 2는 도 1의 영상 감시 장치 중 디지털 신호 처리부의 상세 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 동작 방법을 보이는 흐름도 이다.
도 4는 도 3 중 전처리 과정을 보이는 흐름도 이다.1 is a block diagram of a video surveillance system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of a digital signal processor of the video surveillance apparatus of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a video surveillance system according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a preprocessing process of FIG. 3.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.The invention can be represented by functional block configurations and various processing steps. Such functional blocks may be implemented in various numbers of hardware or / and software configurations that perform particular functions. For example, the present invention relates to integrated circuit configurations such as memory, processing, logic, look-up table, etc., which may execute various functions by the control of one or more microprocessors or other control devices. It can be adopted. Similar to how the components of the present invention may be implemented in software programming or software elements, the present invention includes various algorithms implemented in combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs, including C, C ++ It may be implemented in a programming or scripting language such as Java, an assembler, or the like. The functional aspects may be implemented with an algorithm running on one or more processors. In addition, the present invention may employ the prior art for electronic environment setting, signal processing, and / or data processing. Terms such as mechanism, element, means, configuration can be used broadly and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in conjunction with a processor or the like.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 시스템의 블록도 이다.1 is a block diagram of a video surveillance system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 영상 감시 시스템은 영상 감시 장치(100), 운영장치(200) 및 지정기관(300)을 포함한다.The video surveillance system shown in FIG. 1 includes an image surveillance apparatus 100, an operation apparatus 200, and a designation institution 300.
영상 감시 장치(100)는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter, 110), 타이밍 회로(120), 디지털 신호 처리부(130), 마이크(140), 조리개 모터(MA), 줌 모터(MZ), 포커스 모터(MF), 필터 모터(MD), 구동부(150), 영상신호 변환부(160) 및 통신 인터페이스(170)를 포함한다. 본 발명에서 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), 조리개 모터(MA), 줌 모터(MZ), 포커스 모터(MF), 필터 모터(MD), 구동부(150)를 설명의 편의상 카메라로 표현한다.The video monitoring apparatus 100 includes an optical system OPS, a photoelectric conversion unit OEC, a correlation double sampler and an analog-to-
렌즈부와 필터부를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. An optical system (OPS) including a lens unit and a filter unit optically processes light from a subject.
광학계(OPS)의 렌즈부는 줌 렌즈(ZL) 및 포커스 렌즈(FL)를 포함한다. 광학계(OPS)의 필터부에 있어서, 야간 동작 모드에 사용되는 광학적 저역통과필터(OLPF, Optical Low Pass Filter)는 고주파 함량의 광학적 노이즈를 제거한다. 주간 동작 모드에 사용되는 적외선 차단 필터(IRF, Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.The lens section of the optical system OPS includes a zoom lens ZL and a focus lens FL. In the filter unit of the optical system OPS, an optical low pass filter (OLPF) used in a night mode of operation removes optical noise having a high frequency content. Infra-Red cut filter (IRF) used in daytime operation mode cuts off the infrared component of incident light.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기에서, 디지털 신호 처리부(130)는 타이밍 회로(120)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter, 110)의 동작을 제어한다. A photoelectric conversion unit OEC of a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) converts light from the optical system OPS into an electrical analog signal. The digital
CDS-ADC(110)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 영상 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 영상 데이터로 변환시킨다. 이 디지털 영상 데이터는 디지털 신호 처리부(130)에 입력된다. The CDS-
전체적 제어를 수행하는 디지털 신호 처리부(130)는 CDS-ADC 소자(110)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 데이터를 발생시킨다. The digital
마이크(140)는 촬영한 영상으로부터의 음성신호를 수신하여 디지털 신호 처리부(130)로 출력한다.The
디지털 신호 처리부(130)는 촬영 영상으로부터 이벤트를 판단하고, 기저장되어 있는 이벤트 정보를 이용하여 판단된 이벤트의 발생 확률을 계산하여, 이벤트 발생확률이 기준값 이하인 경우 위험상황임을 알리는 알람신호를 운영장치(200)로 전송한다. 이와 관련된 디지털 영상 처리부(130)의 상세 동작은 도 2를 통하여 설명하기로 한다.The
영상신호 변환부(160)는 디지털 신호 처리부(130)로부터의 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 신호로 변환한다.The video
디지털 신호 처리부(130)는, 통신 인터페이스(170)를 통하여 운영장치(200)와 통신하면서, 영상신호 변환부(160)에서 변환된 아날로그 영상신호를 운영장치(200)로 전송한다.The
한편, 디지털 신호 처리부(130)는 구동부(150)를 제어하여 조리개 모터(MA), 줌 모터(MZ), 포커스 모터(MF), 및 필터 모터(MD)를 구동한다. 조리개 모터(MA)는 조리개(미도시)를 구동하고, 줌 모터(MZ)는 줌 렌즈(ZL)를 구동하며, 포커스 모터(MF)는 포커스 렌즈(FL)를 구동한다. 필터 모터(MD)는 필터부에서의 광학적 저역통과필터(OLPF)와 적외선 차단 필터(IRF)를 구동한다.The
운영장치(200)는 디스플레이부(210), 저장부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.The operating device 200 includes a
디스플레이부(210)는 영상 감시 장치(100)에서 전송되는 영상 신호를 디스플레이 한다.The
저장부(220)는 영상 감시 장치(100)에서 전송되는 영상 신호를 저장하며, 각종 저장 매체일 수 있다.The
통신부(230)는 지정기관(300)과 데이터를 송수신 하기 위한 것으로, 영상 감시 장치(100)에서 전송된 위험상황 분석결과인 알람신호 및 이벤트 영상을 지정기관(300)으로 전송한다.The
지정기관(300)은 위험상황에 대처할 수 있도록 경찰서(310), 소방서(320), 병원(330)등 일 수 있다. 지정기관(300)에서 알람신호 및 이벤트 영상을 수신하면, 위험상황 처리 인력이 현장으로 투입되어 위험상황을 해결할 수 있도록 한다.The designation authority 300 may be a
도 2는 도 1의 영상 감시 장치 중 디지털 신호 처리부의 상세 블록도 이다. 도 2에 도시된 영상 감시 장치(100)의 디지털 신호 처리부(130)의 동작을 운영장치(200) 및 지정기관(300)과 연계하여 설명한다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a digital signal processor of the video surveillance apparatus of FIG. 1. The operation of the digital
도 2를 참조하면, 디지털 신호 처리부(130)는 영상 분석부(131), 데이터베이스(132), 이벤트 확률 분석부(133) 및 알람 생성부(134)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
본 발명을 수행하기 전에 전처리 과정이 선행되어야 하는데, 전처리 과정은, 영상 분석부(131) 및 데이터베이스(132)에서 수행한다. 다음에 전처리 과정에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Before performing the present invention, a preprocessing process must be preceded, and the preprocessing process is performed by the
일반적인 컴퓨터를 이용한 분류 시스템에서는 주어진 데이터의 통계적 특성을 분석하여, 같은 통계적 특성을 가진 것으로 판단되는 새로운 데이터의 종류를 결정한다. 이 경우, 분류 성능을 향상시키기 위해서는 주어진 데이터를 처리하여 신뢰도가 높은 데이터를 선택하는 과정이 선행될 필요가 있다. 이러한 과정을 전처리(Preprocessing) 과정 이라고 하는데, 이 과정은 주어진 입력 데이터에서 본질적인 정보를 추출하기 쉽도록 현재 주목하고자 하는 부분 데이터를 선정하거나 데이터를 정형하여 불필요한 정보를 분리하기 위한 예비적인 조작이다. 이러한 전처리 과정에는 데이터 정규화(normalization), 데이터 선택, 잡음 데이터 제거 등과 같은 처리가 포함된다. 전처리 과정 이후에는 계산 량을 적절한 수준으로 낮추고 데이터의 질을 향상시키기 위해 원래의 데이터를 보다 낮은 차원의 새로운 데이터로 변환할 필요가 있다. 이러한 차원감소(dimension reduction)를 위해 얻어지는 새로운 데이터를 원래 데이터의 특징(feature)이라고 부르며, 그러한 특징을 추출하는 과정을 특징추출(feature extraction)이라고 한다. 데이터로부터 특징이 추출되면, 최종적으로 분류기(classifier)를 이용하여 주어진 데이터의 종류 정보가 최종적으로 확정된다. In a typical computer-based classification system, statistical characteristics of a given data are analyzed to determine the type of new data judged to have the same statistical characteristics. In this case, in order to improve the classification performance, it is necessary to process the given data to select the data having high reliability. This process is called a preprocessing process. This process is a preliminary operation to select the partial data that is currently focused on or to form unnecessary data to separate unnecessary information in order to easily extract essential information from a given input data. This preprocessing includes processing such as data normalization, data selection, noise data removal, and the like. After the preprocessing, it is necessary to convert the original data into new data at a lower level in order to reduce the computational amount to an appropriate level and improve the quality of the data. The new data obtained for this dimension reduction is called the feature of the original data, and the process of extracting such feature is called feature extraction. Once features are extracted from the data, the type information of the given data is finally determined using a classifier.
특징추출 방법 중에서 널리 이용되는 것으로 부분공간기법(subspace method)이 있다. 부분공간기법은 분류를 위한 본질적인 정보가 추출되도록 원 데이터를 가공하는 전처리 단계와, 가공된 데이터를 이용하여 데이터를 투영하기 위한 축들의 집합인 변환행렬을 찾는 단계와, 변환행렬을 이용하여 데이터를 투영하여 특징을 추출하는 단계와, 원 데이터 대신 투영된 특징을 이용하여 데이터를 분류하는 단계로 구성된다. Among the feature extraction methods, there is a subspace method which is widely used. The subspace method includes a preprocessing step of processing raw data so as to extract essential information for classification, a step of finding a transformation matrix which is a set of axes for projecting data using the processed data, Projecting and extracting features, and classifying the data using the projected features instead of the raw data.
부분공간기법의 대표적인 예로는 선형판별분석(linear discriminant analysis)을 들 수 있다. 선형판별분석은 분류성능을 높이기 위해 정의된 비산을 최대화하는 축을 찾는 단계와; 찾은 축들 위로 데이터를 투영시키는 단계와; 원 영상 대신 투영된 값을 특징으로 이용하는 단계로 구성된다.A typical example of a subspace technique is linear discriminant analysis. The linear discriminant analysis comprises the steps of: finding an axis maximizing defined scatter to enhance classification performance; Projecting data onto the found axes; And using the projected value as a feature instead of the original image.
이러한 선형판별분석은 분류성능을 높이기 위해 정의된 비산(scatter)을 최대화하는 축을 찾고 이에 포함된 축을 이용하여 특징을 구한다. 비산을 표현하는 비산행렬(scatter matrix)은 같은 종류(class)에 속하는 데이터들로 정의되는 종류내 비산 행렬(within-class scatter matrix)과 전체 데이터의 평균과 종류들의 평균들로 정의되는 종류간 비산 행렬(between-class scatter matrix)로 정의되어 있으며, 이것을 이용하면 다르게 분류되어야 할 데이터 간의 비산을 최대로 하면서 같은 종류로 분류되어야 할 데이터 간의 비산을 최소로 하는 축을 찾을 수 있다.This linear discriminant analysis finds the axis that maximizes the defined scatter to enhance the classification performance and finds the feature using the axis included in it. A scatter matrix representing scattering is a scattering matrix defined by data belonging to the same class. It is defined as a matrix (between-class scatter matrix), which can be used to find the axis that minimizes the scattering between data that should be classified into the same type while maximizing the scattering between the data to be classified differently.
영상 분석부(131)는 상기와 같은 전처리 과정을 통하여 임의의 영상들에 대하여 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단한다.The
여기서 이벤트란 위험상황의 발생을 나타내는 사건으로, 예를 들어, 화재, 교통사고, 인사사고 등을 나타내며, 화재나 교통사고는 이벤트 영상들은 그 패턴이 유사하기 때문에 임의의 영상들로부터 화재 또는 교통사고에 대한 특징 정보를 추출할 수 있고, 추출된 특징 정보로부터 이벤트의 종류를 판별할 수 있다. 또한 인사사고의 경우 강도의 침입 시에 사용되는 무기, 또는 집단 구타 등의 영상 또한 일반 영상과 비교 시에 차이점이 있으므로 해당 영상에 대한 특징 정보를 추출할 수 있고, 추출된 특징 정보로부터 이벤트의 종류를 판별할 수 있다.Here, the event is an event indicating the occurrence of a dangerous situation, for example, a fire, a traffic accident, a personnel accident, etc. A fire or a traffic accident is a fire or a traffic accident from arbitrary images because event patterns have similar patterns. Feature information may be extracted, and the type of event may be determined from the extracted feature information. In addition, in case of personnel accidents, the weapons or group beatings used for the invasion of robbery are also different from the general ones, so feature information about the corresponding images can be extracted, and the type of event from the extracted feature information. Can be determined.
데이터베이스(132)는 이벤트의 종류 및 이벤트의 종류의 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 저장하고, 이후 이벤트 발생 시 참고 자료로 이용한다. 데이터베이스(132)에서 (E0 .,,Ex .,,En)은 화재, 교통사고, 인사사고 등과 같은 이벤트 종류를 나타내고, (t0 .,,tx .,,tn)은 해당 이벤트 종류의 발생 횟수를 나타낸다.The
이러한 전처리 과정이 완료된 후, 이벤트 확률 분석에 따라 영상을 효율적으로 감시하는 영상 감시 시스템이 동작하며, 이하, 디지털 신호 처리부(130)를 중심으로 설명하기로 한다.After the preprocessing process is completed, an image surveillance system for efficiently monitoring an image according to event probability analysis is operated. Hereinafter, the
영상 분석부(131)는 촬영 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단한다.The
이러한 영상 분석부(131)는 특징 추출부(1311) 및 이벤트 판단부(1312)를 포함한다.The
특징 추출부(1311)는 촬영 영상으로부터 임의의 특징을 추출하는데, 상기에 개시된 바와 같은 특징 추출을 통하여 화재의 특징 정보, 교통사고의 특징 정보, 인사사고의 특징 정보를 추출한다.The
이벤트 판단부(1312)는 추출된 특징 정보를 데이터베이스(132)에 저장된 이벤트 정보와 비교하여 해당 이벤트의 종류를 판단한다.The
이벤트 확률 분석부(133)는 데이터베이스(132)에 기저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단한다.The event
이벤트 확률 분석부(133)는 이벤트 확률 계산부(1331) 및 이벤트 확률 검색부(1332)를 포함한다. The
이벤트 확률 계산부(1331)는 데이터베이스(132)에 저장된 전체 이벤트 종류 총합에 대해 업데이트한 이벤트 발생 횟수를 이용하여 이벤트 확률을 계산하는데, 하기 수학식 1과 같다.The
수학식 1에서 분모는 데이터베이스(132)에 저장된 전체 이벤트 총합을 나타내고, 분자는 기저장된 임의의 이벤트 발생 횟수 및 현재 발생한 임의의 이벤트 발생횟수를 가산한 이벤트 발생 횟수를 나타낸다.In Equation 1, the denominator represents the total sum of all events stored in the
이벤트 확률 계산부(1331)는 계산된 이벤트 확률을 사용자가 지정한 기준값 예를 들면 20% 보다 낮은지 판단하여, 계산된 이벤트 확률이 사용자가 지정한 기준값 보다 낮으면 위험상항이 발생하였다고 판단한다. 계산된 이벤트 확률이 사용자가 지정한 기준값 보다 높으면 위험상황이 아닌 일반상황이라고 판단한다.The
이벤트 확률 계산부(1331)는 이벤트 확률 계산 전에, 데이터베이스(132)의 이벤트 종류의 발생 횟수를 업데이트 하는데, 성질이 동일한 이벤트가 데이터베이스(132)에 존재하면 해당 이벤트의 발생 횟수를 증가시키고, 성질이 동일한 이벤트가 데이터베이스(132)에 존재하지 않는다면, 해당 이벤트와 발생 횟수를 데이터베이스(132)에 등록한다.The
이벤트 확률 계산부(1331)는 사용자 요청에 의해 데이터베이스(132)에 저장된 이벤트 정보를 검색한다. 데이터베이스(132)에는 이벤트 종류 및 해당 이벤트 종류에 따른 이벤트 발생 횟수가 저장되어 있으므로, 사용자의 요청에 따라 오름차순 또는 내림차순으로 이벤트 확률을 정렬하여 사용자에게 보여준다. 또는 사용자가 요청한 임의의 이벤트 검색어를 입력하면, 해당 이벤트 발생 확률을 보여준다. 따라서 사용자는 감시 영상에서 어떤 이벤트가 자주 발생하였고, 어떤 이벤트가 드물게 발생하였는지 알 수 있다.The
알람 생성부(134)는 계산된 이벤트 확률이 사용자가 지정한 기준값 보다 낮아 위험상항이 발생하였다고 판단한 경우, 알람 신호와 함께 해당 이벤트 영상을 운영장치(200)로 전송한다.The alarm generator 134 transmits the corresponding event image to the operating apparatus 200 together with the alarm signal when it is determined that the dangerous event occurs because the calculated event probability is lower than the reference value designated by the user.
운영장치(200)는 알람 생성부(134)로부터 수신한 알람신호 및 해당 이벤트 영상을 지정 기관(300)에 전송하여 구조를 요청한다.The operating apparatus 200 transmits the alarm signal received from the alarm generator 134 and the corresponding event image to the designated authority 300 to request a rescue.
지정 기관(300)은 운영장치(200)로부터 수신한 알람신호 및 해당 이벤트 영상을 보고 위험상황을 해결할 수 있도록 한다.The designated authority 300 may view the alarm signal and the corresponding event image received from the operating device 200 to solve the risk situation.
도 3은 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 동작 방법을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a video surveillance system according to the present invention. In the following description, the description of the parts that are the same as those in FIG. 1 and FIG. 2 will be omitted.
도 3을 참조하면, 영상 감시 장치(100)는 촬영한 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계(S11)를 수행한다. Referring to FIG. 3, the video surveillance apparatus 100 extracts feature information related to an event from a captured image and determines a type of event based on the extracted feature information (S11).
영상 감시 장치(100)는 데이터베이스에 저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 판단된 영상의 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단하는 단계(S12)를 수행한다. 영상 감시 장치(100)는 이벤트 발생 확률이 기준값 보다 낮은 경우 위험상황이 발생하였음을 판단한다.The video surveillance apparatus 100 performs a step S12 of determining a risk situation by calculating an event occurrence probability of an image determined based on event information stored in a database. The video surveillance apparatus 100 determines that a dangerous situation occurs when an event occurrence probability is lower than a reference value.
이벤트 영상으로부터 위험상항이 발생한 것으로 판단되면, 영상 감시 장치(100)는 알람신호를 생성하여 이벤트 영상과 함께 운영장치(200)로 전송하는 단계(S13)를 수행한다.If it is determined that a dangerous condition has occurred from the event image, the video surveillance apparatus 100 generates an alarm signal and transmits the generated alarm signal to the operating apparatus 200 along with the event image (S13).
지정기관(300)은 운영장치(200)로부터 전송된 알람신호 및 이벤트 영상을 판독하여 위험상황에 대응하는 단계(S14)를 수행한다.The designated organ 300 reads an alarm signal and an event image transmitted from the operating apparatus 200 and performs a step S14 corresponding to a dangerous situation.
도 4는 도 3 중 영상 감시 장치(100)에서 수행하는 전처리 과정을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.4 is a flowchart illustrating a preprocessing process performed by the video surveillance apparatus 100 of FIG. 3. In the following description, the description of the parts which are the same as those in the description of Figs. 1 to 3 will be omitted.
도 4를 참조하면, 영상 감시 장치(100)는 임의의 영상들에 대하여 이벤트와 관련한 특징 정보 추출하는 단계(S21)를 수행한다.Referring to FIG. 4, the video surveillance apparatus 100 performs step S21 of extracting feature information associated with an event with respect to arbitrary images.
특징 정보가 추출되면, 영상 감시 장치(100)는 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계(S22)를 수행한다.When the feature information is extracted, the video surveillance apparatus 100 performs a step S22 of determining the type of event based on the extracted feature information.
이벤트의 종류 판단이 완료되면, 영상 감시 장치(100)는 이벤트의 종류 및 이벤트 종류 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계(S23)를 수행한다.When the determination of the type of event is completed, the video surveillance apparatus 100 performs step S23 of storing event information including the type of the event and the number of occurrence of the event type in a database.
영상 감시 장치(100)는 성질이 동일한 이벤트가 데이터베이스에 존재하면 해당 이벤트의 발생 횟수를 증가시키고, 성질이 동일한 이벤트가 데이터베이스에 존재하지 않는다면, 해당 이벤트와 발생 횟수를 데이터베이스에 등록한다.The video surveillance apparatus 100 increases the number of occurrences of the corresponding event when an event having the same property exists in the database, and registers the corresponding event and the number of occurrences in the database when an event having the same property does not exist in the database.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the scope should be construed as being included in the present invention.
본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.All documents including publications, patent applications, patents, etc. cited in the present invention can be incorporated into the present invention in the same manner as each cited document individually and concretely, .
100: 영상 감시 장치
130: 디지털 신호 처리부
131: 영상 분석부
132: 데이터베이스
133: 이벤트 확률 분석부
134: 알람 생성부
200: 운영장치
300: 지정기관100: video monitoring device
130: Digital signal processor
131: an image analyzer
132: database
133: event probability analysis unit
134: alarm generator
200: operating system
300: designated institution
Claims (7)
상기 촬영된 영상을 저장 및 모니터링하고 영상을 외부로 전송하는 운영장치; 및
상기 운영장치에 의해 전송된 알람신호를 판독하여 위험상황에 대응하는 지정기관을 포함하며,
상기 영상 감시 장치는
상기 촬영 영상으로부터 이벤트를 판단하고, 기저장되어 있는 이벤트 정보를 이용하여 상기 판단된 이벤트의 발생 확률을 계산하여, 상기 이벤트 발생확률이 기준값 이하인 경우 위험상황임을 알리는 알람신호를 상기 이벤트 영상과 함께 상기 운영장치로 전송하는 디지털 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.An image surveillance apparatus for photographing an image in the surveillance region through a camera;
An operating device for storing and monitoring the photographed image and transmitting the photographed image to the outside; And
A designated authority corresponding to a dangerous situation by reading an alarm signal transmitted by the operating device,
The video surveillance device
Determining an event from the photographed image, using the pre-stored event information to calculate the probability of occurrence of the determined event, when the event occurrence probability is less than the reference value alarm signal indicating that a dangerous situation with the event image And a digital signal processor for transmitting to the operating device.
상기 디지털 신호 처리부는,
상기 촬영 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고 상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 영상 분석부;
기저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 상기 영상의 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단하는 이벤트 확률 분석부; 및
상기 판단 결과, 상기 이벤트가 위험상황인 경우 알람신호를 생성하고 상기 알람신호 및 상기 위험상황 이벤트를 상기 운영장치로 전송하는 알람 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.The method of claim 1,
Wherein the digital signal processor comprises:
An image analyzer extracting feature information related to an event from the captured image and determining a type of event based on the extracted feature information;
An event probability analysis unit for determining a risk situation by calculating an event occurrence probability of the image based on previously stored event information; And
And an alarm generator configured to generate an alarm signal and transmit the alarm signal and the dangerous event to the operating device when the event is a dangerous situation.
상기 이벤트 확률 계산부는,
상기 이벤트 발생 확률이 기준값 이하인 경우 위험 상황임을 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.The method of claim 2,
The event probability calculation unit,
And if the event occurrence probability is equal to or less than a reference value, determining that the situation is dangerous.
임의의 영상들에 대하여 상기 영상 분석부가 분석한 이벤트 종류 및 이벤트 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 저장하는 데이터 베이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.The method of claim 2,
And a database storing event information including an event type and a frequency of occurrence of an event analyzed by the image analyzer with respect to arbitrary images.
상기 데이터베이스에 저장된 이벤트 정보를 검색하는 이벤트 검색부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.5. The method of claim 4,
And an event search unit for searching for event information stored in the database.
상기 영상 감시 장치가 촬영한 영상으로부터 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하고 상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계;
상기 영상 감시 장치가 기저장되어 있는 이벤트 정보를 기반으로 상기 판단된 영상의 이벤트 발생 확률을 계산하여 위험상황을 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 상기 이벤트가 위험상황인 경우 상기 영상 감시 장치는 알람신호를 생성하여 상기 위험상황 이벤트 영상과 함께 상기 운영장치로 전송하는 단계; 및
상기 지정기관이 상기 운영장치로부터 전송된 상기 알람신호 및 위험상황 이벤트 영상을 판독하여 위험상황에 대응하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동작 방법.Video surveillance device that captures the image in the surveillance area through the camera, an operating device that stores and monitors the captured image and transmits the image to the outside, and designates corresponding to a dangerous situation by reading an alarm signal transmitted by the operating device. An operating method of an imaging system including an organ,
Extracting feature information related to an event from an image captured by the video surveillance apparatus and determining a type of event based on the extracted feature information;
Determining, by the video surveillance apparatus, a risk situation by calculating an event occurrence probability of the determined video based on previously stored event information;
If the event is a dangerous situation, the image monitoring device generates an alarm signal and transmits the alarm signal to the operating device together with the dangerous event image; And
And a step in which the designated authority reads the alarm signal and the dangerous event image transmitted from the operating device and responds to the dangerous situation.
상기 이벤트의 종류를 판단하는 단계 전에,
임의의 영상들에 대하여 이벤트와 관련한 특징 정보를 추출하는 단계;
상기 추출된 특징 정보를 기반으로 이벤트의 종류를 판단하는 단계; 및
상기 이벤트의 종류 및 상기 이벤트의 발생 횟수를 포함하는 이벤트 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동작 방법.The method according to claim 6,
Before the step of determining the type of the event,
Extracting feature information related to an event with respect to arbitrary images;
Determining a type of event based on the extracted feature information; And
And storing event information including the type of the event and the number of occurrences of the event in a database.
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