KR20150136654A - 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크 - Google Patents

음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크 Download PDF

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Abstract

음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크가 개시된다.
이벤트 모니터링 네트워크에 있어서, 공간적으로 떨어진 위치에 배치되며, 각각 감시 카메라와 단일의 음향 센서가 설치되는 복수의 노드들; 및 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하고, 상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 감시 카메라를 제어하는 모니터링 시스템을 포함한다.

Description

음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크{SYSTEM AND METHOD FOR POSITION TRACKING BY SENSING THE SOUND AND EVENT MONITORING NETWORK THEREOF}
본 발명은 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 복수의 노드들에 형성된 음향 센서에 의해 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크에 관한 것이다.
최근에는 보안 감시가 불가능한 사각 지역에 대한 보안 감시를 위해서 상하/좌우 방향으로 일정 각도 회전이 가능한 보안 감시용 카메라를 설치하고, 관리자의 수동 조작이나 자동으로 카메라를 일정 각도만큼 회전시킴으로써 사각 지역에 대한 보안 감시가 가능하도록 하고 있다.
여기서, 관리자의 수동 조작으로 카메라를 회전시키는 경우에는 무인 감시를 위해 구축한 보안 감시 시스템의 본래 취지와는 달리 관리자가 직접 보안 감시에 개입해야 하는 불편함이 있고, 자동으로 카메라를 회전시키는 경우에는 계속적인 카메라 회전으로 인해 전력 소비가 많아지는 등 시스템 운영 비용이 상승할 뿐만 아니라 어느 시점에는 보안 감시가 불가능한 사각 지역이 존재할 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 카메라를 기준으로 좌, 우측 방향 및 상, 하측 방향에서 발생된 소리를 감지한 후, 카메라를 통해 음원의 위치를 추적할 수 있어 적은 수의 카메라로 보안감시의 사각 지대를 최소화할 수 있는 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 노드들에 형성된 단일의 음향 센서에 의해 음향을 감지하여 위치를 추적함으로써, 음원 발생 위치에 대한 영상 정보를 획득할 수 있는 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 음향을 감지하여 추적된 위치를 감시 카메라의 방향을 이동시켜 촬영함으로써, 정확한 음원 발생 위치에 대한 영상 정보를 획득할 수 있고, 사각 지역에 대한 감시도 가능한 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법을 이용한 이벤트 모니터링 네트워크는 이벤트 모니터링 네트워크에 있어서, 공간적으로 떨어진 위치에 배치되며, 각각 감시 카메라와 단일의 음향 센서가 설치되는 복수의 노드들; 및 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하고, 상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 감시 카메라를 제어하는 모니터링 시스템을 포함한다.
상기 복수의 노드들은 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 모니터링 시스템은 상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어할 수 있다.
상기 모니터링 시스템은 상기 복수의 노드들 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
상기 모니터링 시스템은 상기 복수의 노드들과는 별도로 설치될 수 있다.
상기 복수의 노드들은 미리 설정된 노드의 수에 따라 그룹을 이루되, 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수가 그룹을 이룰 수 있다.
상기 복수의 노드들은 시간 또는 주변 소음 정도를 반영하여 그룹을 이룰 수 있다.
상기 복수의 노드들은 그룹을 이루어 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해, 동적으로 그룹을 이룰 수 있다.
상기 모니터링 시스템은 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템은 모니터링 시스템에 있어서, 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하는 음향 신호 수집부; 상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 음향 신호 발생 위치 추적부; 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 감시 카메라를 제어하는 카메라 제어부; 및 수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 이벤트 검출부를 포함한다.
상기 음향 신호 발생 위치 추적부는 공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 카메라 제어부는 상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어할 수 있다.
상기 음향 신호 발생 위치 추적부는 미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 음향 신호 발생 위치 추적부는 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 이벤트 검출부는 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 방법은 모니터링 방법에 있어서, 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하는 단계; 상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계; 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 감시 카메라를 제어하는 단계; 및 수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는 공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 감시 카메라를 제어하는 단계는 상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는 미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑하는 단계를 포함하며, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하는 단계를 포함하며, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
상기 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계는 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 복수의 노드들에 형성된 단일의 음향 센서에 의해 음향을 감지하여 위치를 추적함으로써, 음원 발생 위치에 대한 영상 정보를 획득할 수 있는 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 음향을 감지하여 추적된 위치를 감시 카메라의 방향을 이동시켜 촬영함으로써, 정확한 음원 발생 위치에 대한 영상 정보를 획득할 수 있고, 사각 지역에 대한 감시도 가능한 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템 및 방법과 이를 이용한 이벤트 모니터링 네트워크를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 이벤트 모니터링 네트워크를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 노드들을 그룹핑하는 예를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 방법을 나타낸 도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치는 일반적으로 가로등(100)에 설치되며, 마이크로폰(110)과 감시 카메라(120)를 포함한다.
마이크로폰(110)은 3개의 마이크로폰(111, 112, 113)으로 이루어져 하나의 가로등에 설치되며, 3개의 마이크로폰(111, 112, 113)의 위치 및 음원의 세기 등에 의해 소리 발생 위치를 추적 가능하다.
감시 카메라(120)는 각각의 마이크로폰(111, 112, 113)으로부터 수집된 음원 중 음원의 세기가 가장 크게 발생된 음원을 향해 방향이 전환되므로, 음원이 발생된 장소를 찾아서 촬영할 수 있다.
이에 따라, 하나의 가로등(100)에 3개의 마이크로폰(110)과 하나의 감시 카메라(120)가 구성되어, 3개의 마이크로폰(110)이 음원의 위치를 추적하여 음원 발생 위치를 찾음으로써, 감시 카메라(120)로 음원 발생 위치를 촬영할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 이벤트 모니터링 네트워크를 나타낸 도이다.
도 2를 참조하면, 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치는 일반적으로 가로등 등에 설치되며, 음향 센서(210)와 감시 카메라(220)를 포함하여 하나의 노드를 형성한다. 이 때, 음향 센서(210)와 감시 카메라(220)가 설치되는 장소는 가로등에 한정되지 않으며, 사용자의 필요에 따라 건물의 내/외부, 나무, 기둥 등 다양한 장소에 설치 가능하고, 실외의 경우에는 조명 장치와 함께 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 가로등 등은 하나의 노드가 될 수 있으며, 각각의 노드가 모여 복수의 노드(200)를 이룰 수 있다.
음향 센서(210)는 마이크로폰을 통해 음향 신호를 센싱하는 것으로, 하나의 가로등에는 단일의 음향 센서가 설치된다. 여기서, 마이크로폰(microphone)은 마이크(mike, mic)라고도 하며, 가청음을 전기적인 에너지 변환기나 센서로 전달하여 소리를 전기 신호로 변환하는 장치이다.
감시 카메라(220)는 음향 센서(210)에 의해 음원 발생 위치를 추적하여, 도로, 골목길, 건물 등의 특정 공간을 촬영함으로써, 영상 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 감시 카메라(320)는 영상을 센싱할 수 있는 다양한 형태의 이미지 센서(예컨대, CCD, CMOS 등) 또는 CCTV 등으로 구현될 수 있다.
이에 따라, 가로등 등에 음향 센서(210)와 감시 카메라(220)가 설치되어 하나의 노드(200)를 형성하며, 공간적으로 떨어진 위치에 배치된 복수의 노드들(200)에 의해 소리 발생 위치를 추적함으로써 이벤트 모니터링 네트워크를 형성할 수 있다.
이와 같은, 이벤트 모니터링 네트워크는 복수의 노드들(200)과 모니터링 시스템으로 이루어진다.
복수의 노드들은 공간적으로 떨어진 위치에 배치되며, 각각의 노드에는 감시 카메라와 단일의 음향 센서가 설치될 수 있다. 그리고, 복수의 노드들은 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다. 여기서, 복수의 노드들은 미리 설정된 노드의 수에 따라 그룹을 이루어 소리 발생 위치를 추적할 수 있으며, 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수가 그룹을 이룰 수 있다. 이 때, 복수의 노드들은 3개 이상의 복수의 노드들에 의해 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것이 바람직하며, 4개 이상의 복수의 노드들을 이용하면 더욱 정확한 거리를 계산할 수 있고, 복수의 노드들을 그룹핑함으로써, 소리 발생 위치를 추적하여 좌표에 표시하는 것도 가능하다.
더욱이, 복수의 노드들은 시간 또는 주변 소음 정도를 반영하여 그룹을 이룰 수 있는데, 예를 들어, 낮에는 대체로 소음이 크기 때문에 근거리에 있는 복수의 노드들을 선택하는 것이 바람직하고, 밤에는 대체로 소음이 작기 때문에 원거리에 있는 복수의 노드들을 선택하여 그룹핑할 수 있다. 또한, 복수의 노드들은 그룹을 이루어 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 관리자의 의도나 전력이 충분히 공급되는지 여부에 따른 전력 상황, 과거에 자주 이벤트가 발생되었는가에 따른 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 동적으로 그룹을 이룰 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 소리 발생 위치를 추적할 수 있다. 그리고, 위치 추적에 참여하게 되는 복수의 노드들의 개수를 증가시킬수록 소리 발생 위치의 추적이 정확해지므로, 이벤트 발생 빈도가 높은 곳에는 복수의 노드들의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다.
여기서, 이벤트는 범죄, 사고 등이 될 수 있으며, 예를 들어 충돌음, 비명, 폭발음, 유리창 깨지는 소리 등의 음성 및 영상에 의해 이벤트 발생 여부가 판단될 수 있다.
모니터링 시스템은 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하고, 복수의 노드들 각각의 위치 또는 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 추적된 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 감시 카메라를 제어할 수 있다. 그리고, 모니터링 시스템은 복수의 노드들 중 어느 하나에 설치할 수 있으며, 복수의 노드들과는 별도로 설치하는 것도 가능하다.
또한, 모니터링 시스템은 음향 신호의 발생 위치에 따라 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning)의 기능에 의해 상하좌우 회전으로 감시 범위를 넓힐 수 있으며, 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out)의 기능이 가능하게 함으로써, 원거리에서 감지되는 소리의 경우에도 보다 크게 촬영하도록 제어하여 세밀하게 관찰할 수 있다. 이러한 감시 카메라는 소리의 감지를 통한 카메라의 위치 제어장치로 사용 가능하고, 필요에 따라 사용자가 인위적으로 카메라의 상하좌우 위치 및 줌 기능을 작동할 수 있다. 여기서, 틸트는 카메라가 움직이는 물체를 따라 상하로 움직이며 수직으로 촬영할 수 있는 방법이며, 패닝은 카메라가 움직이는 물체를 따라 좌우로 움직이며 수평으로 촬영하는 것으로, 넓은 범위를 촬영할 수 있는 방법이다.
그리고, 모니터링 시스템은 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 영상 신호와 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상관도는 이벤트 발생의 동일한 위치 발생, 미리 저장된 영상 패턴(충돌 패턴, 사람의 존재 여부 등), 그리고 미리 저장된 음성 패턴(충돌 음성 패턴, 비명 소리 등) 등에 의해 결정할 수 있다.
예를 들면, [표 1]은 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있는 상관도 평가에 관한 예를 나타낸 표(10점 만점 기준)이다.
음향 신호
스코어
영상 신호
스코어
시간적 일치
스코어
공간적 위치
스코어

상관도
4 4 2 2 3
9 7 2 2 5
9 7 8 6 7.5
이와 같이, 음향 신호, 영상 신호, 시간적 일치, 그리고 공간적 위치에 따라 스코어를 부여하여, 이에 따른 평균을 계산함으로써 상관도를 평가할 수 있으며, 상기 상관도에 따라 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 두 번째 상관도 및 세 번째 상관도는 첫 번째 상관도 스코어와 비교하여 높은 점수가 부여되었으므로 이벤트의 발생으로 판단할 수 있고, 세 번째 상관도는 두 번째 상관도와 비교하여 시간적 일치 및 공간적 위치 스코어가 높으므로, 이벤트 발생을 더욱 확실하게 판단할 수 있으며, 이벤트 발생 빈도가 높은 지역이나 이벤트 발생이 높은 시간에는 위치 추적에 더 적합한 환경이 만들어질 수 있다.
따라서, 복수의 노드들(200)의 음향센서(210)에 의해 서로 협력하여 소리 발생 위치를 추적하고, 감시 카메라(220)를 이용하여 촬영함으로써 이벤트 발생 공간의 영상 정보를 획득할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 감시 장치를 나타낸 도이다.
도 3의 (a)는 가로등 등의 노드에 모니터링 시스템이 설치된 형태를 나타내며, 모니터링 시스템(330)은 복수의 노드들(300) 중 어느 하나에 설치할 수 있다. 이 때, 모니터링 시스템(330)은 가로등 등의 내부 및 외부에 설치 가능하며, 모니터링 시스템(330)은 복수의 노드들(300) 각각에 설치된 단일의 음향 센서(310)에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하고, 복수의 노드들(300) 각각의 위치 또는 단일의 음향 센서(310)가 설치된 높이를 이용하여 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 추적된 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 감시 카메라(320)를 제어할 수 있다.
도 3의 (b)는 가로등 등의 노드와는 별도로 모니터링 시스템이 설치되는 형태를 나타낸 도이며, 모니터링 시스템(330)은 복수의 노드들(300)과는 별도로 다른 위치에 설치하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 노드들을 그룹핑하는 예를 나타낸 도이다.
도 4의 (a)는 복수의 노드들에 하나의 그룹핑이 형성된 예를 나타낸 도이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 각각에 음향 센서와 감시 카메라가 설치된 복수의 노드들(400)이 형성된다. 범죄, 사고 등에 의한 소리에 의해 이벤트가 발생(410)되는 경우에 복수의 노드들의 음향 센서에 소리가 감지되는데, 이 때, 가장 빠르게 감지되는 노드 3개가 그룹핑(420)되어, 복수의 노드들의 위치 및 음원의 세기 등에 의해 소리 발생 위치를 추적할 수 있다.
도 4의 (b)는 복수의 노드들에 복수의 그룹핑이 형성된 예를 나타낸 도이다. 도 4의 (b)를 참조하면, 각각에 음향 센서와 감시 카메라가 설치된 복수의 노드들(400)이 형성된다. 범죄, 사고 등에 의한 소리에 의해 이벤트가 발생(411)되는 경우에 복수의 노드들의 음향 센서에 소리가 감지되며, 가장 빠르게 감지되는 노드 3개가 그룹핑(421)되어 복수의 노드들의 위치 및 음원의 세기 등에 의해 소리 발생 위치를 추적할 수 있다. 이 때, 또 다른 이벤트가 발생(412)되는 경우에 가장 빠르게 감지되는 노드 3개가 그룹핑(422)될 수 있으며, 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 복수의 노드들은 협력적으로 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템을 나타낸 도이다.
도 5를 참조하면, 모니터링 시스템(500)은 음향 신호 수집부(510), 음향 신호 발생 위치 추적부(520), 카메라 제어부(530), 그리고 이벤트 검출부(540)을 포함할 수 있다.
음향 신호 수집부(510)는 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집할 수 있다. 예를 들어, 범죄, 사고 등의 발생에 따라, 충돌음, 비명, 폭발음, 유리창 깨지는 소리 등의 음성이 음향 센서에 감지되고, 이러한 음향 신호를 음향 신호 수집부(510)에서 수집하는 것이다.
음향 신호 발생 위치 추적부(520)는 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다. 그리고, 음향 신호 발생 위치 추적부(520)는 공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
여기서, 음향 신호 발생 위치 추적부(520)는 미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑할 수 있으며, 이 때, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다. 또한, 음향 신호 발생 위치 추적부(520)는 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
카메라 제어부(530)는 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 감시 카메라를 제어할 수 있다. 여기서, 카메라 제어부(530)는 음향 신호의 발생 위치에 따라 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning)의 기능에 의해 상하좌우 회전하는 방법에 의해 감시 범위를 넓힐 수 있으며, 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out)의 기능이 가능하게 함으로써, 원거리에서 감지되는 소리의 경우에도 보다 크게 촬영하도록 제어하여 세밀하게 관찰할 수 있다. 이러한 감시 카메라는 소리의 감지를 통한 카메라의 위치 제어장치로 사용 가능하고, 필요에 따라 사용자가 인위적으로 카메라의 상하좌우 위치 및 줌 기능을 작동할 수 있다.
이벤트 검출부(540)는 수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 이벤트 검출부는 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 상관도 평가에 관한 표를 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 방법을 나타낸 도이다.
단계(610)에서, 음향을 감지하여 위치 추적이 가능한 모니터링 시스템은 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집할 수 있다.
단계(620)에서, 모니터링 시스템은 복수의 노드들 각각의 위치 또는 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다. 또한, 공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
그리고, 단계(620)은 미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다. 또한, 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하는 단계를 포함하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적할 수 있다.
단계(630)에서, 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여, 모니터링 시스템은 감시 카메라를 제어할 수 있다. 그리고, 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나의 방법을 포함하여 촬영하도록 제어할 수 있다.
단계(640)에서, 모니터링 시스템은 수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있는데, 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 영상 신호와 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있으며, 이 때, 상관도 평가에 관한 표를 이용할 수 있다.
따라서, 음향을 감지하여 소리 발생 위치를 판단하고, 감시 카메라를 이용하여 촬영함으로써 적은 수의 카메라로 보안의 사각 지대를 최소화할 수 있으며, 적은 비용으로 보다 효율적인 감시 카메라 시스템을 구현 및 운용할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 가로등 110: 마이크로폰
120, 220, 320: 감시 카메라 200, 300, 400: 복수의 노드들
210, 310: 음향 센서 330, 500: 모니터링 시스템
410, 411, 412: 이벤트가 발생 420, 421, 422: 그룹핑
510: 음향 신호 수집부 520: 음향 신호 발생 위치 추적부
530: 카메라 제어부 540: 이벤트 검출부

Claims (21)

  1. 이벤트 모니터링 네트워크에 있어서,
    공간적으로 떨어진 위치에 배치되며, 각각 감시 카메라와 단일의 음향 센서가 설치되는 복수의 노드들; 및
    상기 복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하고, 상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 감시 카메라를 제어하는 모니터링 시스템
    을 포함하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노드들은
    각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템은
    상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어하는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템은
    상기 복수의 노드들 중 어느 하나에 설치되는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템은
    상기 복수의 노드들과는 별도로 설치되는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노드들은
    미리 설정된 노드의 수에 따라 그룹을 이루되,
    상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수가 그룹을 이루는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노드들은
    시간 또는 주변 소음 정도를 반영하여 그룹을 이루는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노드들은
    그룹을 이루어 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하며, 관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해, 동적으로 그룹을 이루게 되는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템은
    상기 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단하는 것
    을 특징으로 하는 이벤트 모니터링 네트워크.
  10. 모니터링 시스템에 있어서,
    복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하는 음향 신호 수집부;
    상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 음향 신호 발생 위치 추적부;
    추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 감시 카메라를 제어하는 카메라 제어부; 및
    수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 이벤트 검출부
    를 포함하는 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 음향 신호 발생 위치 추적부는
    공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 카메라 제어부는
    상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 음향 신호 발생 위치 추적부는
    미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 음향 신호 발생 위치 추적부는
    관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하여, 그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 이벤트 검출부는
    상기 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  16. 모니터링 방법에 있어서,
    복수의 노드들 각각에 설치된 단일의 음향 센서에 의해 센싱된 음향 신호를 수집하는 단계;
    상기 복수의 노드들 각각의 위치 또는 상기 단일의 음향 센서가 설치된 높이를 이용하여 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계;
    추적된 상기 음향 신호의 발생 위치에 기초하여 감시 카메라를 제어하는 단계; 및
    수집된 상기 음향 신호 및 상기 감시 카메라의 영상 신호에 기초하여 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 모니터링 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는
    공간적으로 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노드들 각각에 설치된 상기 단일의 음향 센서에 의하여 센싱된 상기 음향 신호의 세기와 도달 각도를 수집하여 협력적으로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 감시 카메라를 제어하는 단계는
    상기 음향 신호의 발생 위치에 따라 상기 감시 카메라를 틸트(tilt), 패닝(panning), 줌인(zoom in), 그리고 줌 아웃(zoom out) 중 적어도 하나를 포함하여 촬영하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는
    미리 설정된 노드의 수에 따라 상기 단일의 음향 센서에 의해 빠르게 감지된 순서의 상기 미리 설정된 노드의 수의 상기 복수의 노드들을 그룹핑하는 단계를 포함하며,
    그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 단계는
    관리자의 의도, 전력 상황, 과거 히스토리 중 적어도 하나를 포함한 기준에 의해 상기 복수의 노드들을 동적으로 그룹핑하는 단계를 포함하며,
    그룹핑된 상기 복수의 노드들의 상기 음향 신호를 기초로 상기 음향 신호의 발생 위치를 추적하는 것
    을 특징으로 하는 모니터링 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계는
    상기 감시 카메라에 의해 센싱된 영상 신호를 수집하고, 상기 영상 신호와 상기 음향 신호의 상관도(correlation)를 평가해서 이벤트 발생 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
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