KR20180128692A - 상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템. - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 방식의 상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 이와 같은 감시 시스템을 이용한 움직임객체 감시 방법에 관한 것이다.

Description

상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템.{Video Surveillance System and Method Having Field of Views of 720 Degrees Horizontally and Vertically}

본 발명은 상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 방식의 상하좌우 720도 화각을 가지는 영상감시 시스템에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 이와 같은 감시 시스템을 이용한 움직임객체 감시 방법에 관한 것이다.

최근 강력 범죄의 잦은 발생으로 사회적 불안감이 증가됨에 따라 개인이나 공공 안전에 대한 관심이 증가되고 있다.

이러한 이유로 범죄의 사전 예방과 사후분석 및 신속한 해결을 위한 영상 감시 시스템의 개발 및 활용에 대한 중요성이 증대되고 있다.

영상 감시 시스템에서 화질개선, 영상전송 및 저장 기술은 과거 시스템에 비해 많이 발전되었다.

또한, 인터넷과 연결되는 네트워크 카메라를 개발하여 원격으로 영상 감시를 수행할 수 있게 되었다.

이러한 시스템은 주변기술과 접목하여 응용범위가 광범위하게 넓어지고 있으며, 가격이 비교적 저렴해짐에 따라 효율적인 영상 감시 시스템의 폭넓은 보급이 가능해졌다.

CCTV(Closed Circuit Television)은 광역 카메라를 이용하여 공공장소나 우범지역, 출입통제구역과 같이 보안을 요구하는 장소에 설치하고, 화면 영상을 감시 인력이 직접 모니터링 하거나 저장 장치에 녹화 후 사후영상분석을 통해 대처하는 방식의 감시를 수행하게 된다.

하지만, 종래의 CCTV 감시 시스템은 고정반경의 지역 감시만을 수행하므로 광범위한 지역 감시를 위해서는 다수의 카메라를 설치해야 하며, 감시 지역의 환경에 따라 사각지역이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 복수개의 CCTV 카메라가 설치되더라도, CCTV 카메라들간의 연동과 동작 스케줄에 대한 연산량이 증가하여 카메라가 객체를 추적하는 동작이 지연되는 문제점이 있었다.

그리고, 기존의 CCTV 카메라의 경우에 현장에서 발생한 상황 알람 정보에 따라 각각에 맞는 자동 경고 방송을 송출시키는 기능이 없어, 범죄행위를 사전에 예방시킬 수 없는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명에서는 하나의 장소에 복수개의 CCTV가 설치되는 것을 대신하여 하나의 카메라로 객체를 360도의 도넛형 전방위 이미지로 생성시켜 실시간 감시할 수 있고, 원격지의 스마트 영상·통계분석서버를 통해 이상행동을 하는 특정객체를 실시간으로 끊김없이 연속적으로 탐지, 추적할 수 있으며, 특정객체의 이동궤적패턴을 실시간 누적시켜 이미지 컬러맵과 통계 그래프 중 어느 하나를 선택하여 통계분석보고서를 장소별, 시간대별로 표출시킬 수 있는 전방위 카메라 영상에서의 이동 궤적 패턴분석을 이용한 스마트 통계분석장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 감시 시스템은 전방향 카메라와, 집중감시 카메라와, 감시제어 장치를 구비한다. 전방향 카메라는 외측을 향하면서 서로 대칭이 되게 배치되는 복수의 광각 렌즈와, 각각이 상기 복수의 광각 렌즈 각각에 대응하여 마련되는 복수의 이미지 센서를 구비하여, 전 방위각 및 전 고도각을 화각으로 하여 전방향 영상을 획득한다. 전방향 카메라 내에서, 상기 복수의 광각 렌즈가 상기 복수의 광각 렌즈의 가상 대칭축 즉, 전방향 카메라의 수직중심축을 중심으로 회전할 수 있어서, 필요에 따라 수평회전할 수 있게 되어 있다. 집중감시 카메라는 수신되는 제어신호에 응답하여 수평회전 및 수직회전하여 특정 영역에 대한 집중감시 영상을 획득한다. 감시제어 장치는 상기 전방향 영상으로부터 움직임객체 징후를 검출하고, 움직임객체 징후가 검출된 영역의 위치정보에 상응하는 상기 제어신호를 상기 집중감시 카메라에 송신하여 상기 집중감시 카메라가 상기 움직임객체를 추적감시하도록 한다.

상기 집중감시 카메라로는 열 화상을 촬영하기에 적합한 열상 카메라가 사용되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전방향 카메라는 패닝 베이스와, 상기 패닝 베이스에 대하여 수평회전 가능하게 설치되는 하우징을 더 구비한다.

일 실시예에 있어서, 상기 광각 렌즈 및 상기 이미지 센서는 각각 두 개씩 설치된다. 이와 같은 경우, 상기 두 개의 이미지 센서는 상기 하우징 내에서 수직방향으로 연장된 양면 기판상에 전후 대칭되게 설치되는 것이 바람직하다.

일 실시예에 있어서, 상기 전방향 카메라는 상기 움직임객체 징후가 상기 전방향 영상 내에서 사전에 정해진 측방향 주변부 내에 위치하는 경우, 상기 감시제어 장치의 제어하에 사전에 정해진 크기의 고정된 회전각만큼 수평회전한 후에 상기 전방향 영상을 다시 획득하고, 감시제어 장치는 재획득 전방향 영상을 토대로 움직임객체 징후를 다시 검출하게 된다. 그렇지만, 이러한 실시예가 변형된 실시예에 있어서는, 전방향 카메라가 감시제어 장치의 명령에 응답하여 소정 각도 회전한 후 추가적인 전방향 영상을 획득할 수 있고, 감시제어 장치는 상기 전방향 영상 중 일부를 상기 추가적인 전방향 영상의 대응 부분으로 대체한 후, 부분대체가 완료된 영상으로 움직임객체 징후를 검출하게 된다.

한편, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 감시 방법에 따르면, 먼저, 외측을 향하면서 서로 대칭이 되게 배치되는 복수의 광각 렌즈와, 각각이 상기 복수의 광각 렌즈 각각에 대응하여 마련되는 복수의 이미지 센서를 구비하여, 전 방위각 및 전 고도각을 화각으로 가지는 전방향 카메라를 사용하여 전방향 영상을 획득한다. 이어서, 상기 전방향 카메라를 수평회전시켜 상기 전방향 영상을 다시 획득하여 상기 전방향 영상의 왜곡을 보완하면서, 상기 전방향 영상 내에서 움직임객체 징후를 검출한다. 그 다음, 움직임객체 징후가 검출된 검출된 영역의 위치정보에 상응하는 제어신호를 수평회전 및 수직회전 집중감시 카메라에 제공하여, 상기 집중감시 카메라가 상기 움직임객체 징후가 검출된 영역에 대한 집중감시 영상을 획득하도록 한다. 그 다음, 상기 집중감시 영상으로부터 움직임객체를 검출하고, 상기 집중감시 카메라로 하여금 상기 움직임객체를 추적감시하도록 제어하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b)단계에서는 먼저 상기 전방향 영상 내에서 움직임객체 징후를 검출한다. 그리고, 상기 움직임 객체가 상기 전방향 영상 내에서 사전에 정해진 측방향 주변부 내에 위치하는 경우, 사전에 정해진 크기의 고정된 회전각만큼 상기 전방향 카메라를 수평회전한 후에 상기 전방향 영상을 다시 획득한다. 그 다음, 재획득된 전방향 영상을 사용하여 상기 움직임객체 징후를 다시 검출하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전방향 영상을 일단 획득한 후에는, 상기 전방향 카메라를 소정 각도 수평회전시킨 후 추가적인 전방향 영상을 획득하도록 한다. 그리고, 최초의 전방향 영상 중 일부를 추가적인 전방향 영상의 대응 부분으로 대체하고, 부분대체가 완료된 영상으로 상기 움직임객체 징후를 검출하게 된다.

본 발명에 따르면, 광역감시 카메라의 화각이 전 방위각(full zenith angle)과 전 고도각(full azimuth angle)을 커버한다. 이에 따라 수직 화각에 제한이 없게 되고, 광역감시 카메라의 하방은 물론 상방에 대해서도 감시 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다는 효과가 있다.

나아가, 본 발명에 따르면 전방향 카메라에 의하여 광각영상을 획득하는 과정에서 영상 내에서의 움직임객체의 위치에 따라 전방향 카메라를 수평회전(panning)시켜서 추가적인 광각영상을 획득하여 광각영상을 보충하게 되며, 이를 통해 감시 효율과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 광역감시 카메라가 매우 콤팩트하게 구성되고, 기구적으로 복잡하지 않다는 장점도 있다.

하나의 장소에 복수개의 CCTV가 설치되는 것을 대신하여 하나의 카메라로 객체를 360도의 도넛형 전방위 이미지로 생성시켜 실시간 감시할 수 있어, 감시영역범위를 기존에 비해 70% 향상시킬 수 있고, 설치비용 또한 기존에 비해 80% 감소시킬 수 있다.

이미지왜곡보정부를 통해 직사각형 파노라마 이미지변환부의 왜곡된 이미지를 보정하고, 화질을 개선시킬 수 있어, 양질의 이미지를 제공할 수 있다.

특정객체를 탐지한 후, 특정객체의 이동궤적패턴을 기준으로 이상객체의 위치를 추적시키고, 현장에서 발생한 특정객체의 이벤트 상황에 따라 자동 경고 방송을 송출시키도록 제어할 수 있어, 기존에 비해 범죄사고율을 70% 감소시킬 수 있다.

기존 시스템에 추가적으로 프로그램만 연동시킬 수 있어, 호환성이 우수하다.

특정객체의 이동궤적패턴을 실시간 누적시켜 이미지 컬러맵과 통계 그래프 중 어느 하나를 선택하여 통계분석보고서를 장소별, 시간대별로 표출시킬 수 있어, 기존에 비해 지능형 영상분석 기술기반의 전방위 보안효과를 80% 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치의 렌즈부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 감시카메라 장치의 구조 블럭도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시에에 따른 감시카메라 장치의 구조 블럭도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시에에 따른 감시카메라 장치의 화각 개념도이다.

본 발명에 의한 감시 시스템은 감시대상 지역 전역에 대하여 광각영상을 촬영하는 전방향 카메라(100)와, 감시대상 지역에 분산설치되어 감시대상 지역 중 일부를 집중감시하는 복수의 집중감시 카메라(160a~160n)와, 상기 전방향 카메라(100) 및 복수의 집중감시 카메라(160a~160n)에 접속되는 감시제어 장치(180)를 구비한다. 바람직한 실시예에 있어서, 전방향 카메라(100)와 집중감시 카메라들(160a~160n)은 유선망 및/또는 무선망을 기반으로 한 IP 네트웍을 통해서 감시제어 장치(180)에 접속된다.

전방향 카메라(100)는 마스터 카메라로 동작하는 것으로서, 화각이 실질적으로 전 방위각(full zenith angle)과 전 고도각(full azimuth angle)을 커버한다. 본 발명에 따르면, 전방향 카메라(100)는 수평회전이 가능하며, 특히 바람직한 실시예에 따르면 제한된 범위 내에서 수평회전이 가능하다. 각 집중감시 카메라(160a~160n)는 감시제어 장치(180)의 제어신호에 응답하여 수평회전(panning) 및 수직회전(tilting)하면서 적절한 줌 배율로 주변 지역을 촬영한다. 감시제어 장치(180)는 전방향 카메라(100)에 의해 획득된 광각영상으로부터 움직임객체 징후를 검출하고, 필요에 따라 전방향 카메라(100)의 좌우회전을 제어하며, 움직임객체가 존재하는 지역을 촬영하도록 복수의 집중감시 카메라(160a~160n) 중 하나 이상을 제어한다. 또한, 감시제어 장치(180)는 집중감시 카메라(160a~160n)로부터의 움직임객체 추적 영상을 토대로 필요시 경보를 발령한다.

화상데이터 처리, 움직임객체 징후의 검출, 움직임객체의 검출, 카메라 제어, 영상 표시, 경보 발령 등의 기능을 수행하는 감시제어 장치(180)는 화상데이터 처리, 움직임객체 징후의 검출, 카메라 제어 등의 기능을 수행하는 처리/제어 장치와, 움직임객체의 검출, 추적을 위한 카메라 제어, 영상 표시, 경보 발령 등의 기능을 수행하는 감시 장치로 구분될 수도 있다. 특히, 상기 처리/제어 장치는 전방향 카메라(100)로부터 이격된 원격지가 아닌 전방향 카메라(100)의 설치 장소에 설치될 수도 있다. 나아가, 집중감시 카메라(160a~160n) 영상을 토대로 움직임객체를 추적하면서 집중감시 카메라(160a~160n)의 패닝 및 틸팅을 제어하는 기능은 집중감시 카메라(160a~160n)에 내장될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서 전방향 카메라(100)는 대략 구형으로 되어 있는 프레임(110)과, 상기 프레임(110) 내에서 수직방향으로 연장되게 설치되는 회로기판(120)과, 상기 회로기판(120)을 중심으로 대칭되게 배치되어 있는 제1 및 제2 어안렌즈(122, 124)를 구비한다. 본 실시예에 이어서, 회로기판(120)은 양면 기판으로 되어 있으며, 각 면에는 회로기판(120)을 중심으로 대칭이 되게 제1 및 제2 이미지 센서(126, 128)가 설치되어 있다. 여기서, 제1 이미지 센서(126)의 중심은 제1 어안렌즈(122)의 광축 상에 위치하도록 배치되며, 제2 이미지 센서(128)의 중심은 제2 어안렌즈(124)의 광축 상에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 제1 및 제2 어안렌즈(122, 124)는 서로 반대방향을 향하도록 배치되어 있게 된다.

상기 프레임(110)에서 제1 어안렌즈(122)의 정면과 대향하는 부분에는 제1 어안렌즈(122)를 외부의 이물질 등으로부터 보호하면서 광을 투과시키는 제1 투시창(112)이 외측으로 볼록한 형태로 마련되어 있다. 또한, 프레임(110)에서 제2 어안렌즈(124)의 정면과 대향하는 부분에는 제2 어안렌즈(124)를 외부의 이물질 등으로부터 보호하면서 광을 투과시키는 제2 투시창(114)이 외측으로 볼록한 형태로 마련되어 있다.

상기 프레임(110)의 하방에는 설치를 위한 폴(149)의 상단에 결합되는 패닝 베이스(130)가 설치되고, 상기 패닝 베이스(130)의 상측에는 패닝 헤드(140)가 패닝 베이스(130)에 대하여 좌우회전이 가능하게 설치된다. 상기 패닝 베이스(130) 및 패닝 헤드(140) 중 어느 하나에는 패닝 모터(미도시됨)가 설치되어, 패닝 베이스(130) 및 패닝 헤드(140) 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 회전할 수 있으며, 이에 따라 프레임(110)이 폴(149)에 대하여 좌우회전할 수 있게 되어 있다. 바람직한 실시예에서, 패닝 베이스(130)에는 하나 이상의 스톱퍼(132, 134)가 마련되고, 패닝 헤드(140)에는 하나 이상의 걸림부(142)가 형성되어 있어서, 패닝 베이스(130) 및 패닝 헤드(140)의 상대적인 회전량이 일정 범위로 제한된다. 한편, 상기 회로기판(120)은 패닝 헤드(140)의 상측에 설치된다.

제1 및 제2 어안렌즈(122, 124) 각각은 예컨대 160°이상, 바람직하기로는 180°의 화각 범위 내에서 입사되는 빛을 집광하고, 제1 및 제2 이미지 센서(126, 128)는 제1 및 제2 어안렌즈(122, 124)에 의해 각각 집광된 빛을 전기적 신호로 변환한다.

신호변환부(150)는 제1 및 제2 이미지 센서(126, 128)가 출력하는 아날로그 광각영상 신호를 디지털 신호로 변환하고, 예컨대 MPEG-4, H.264와 같은 영상압축 표준에 따라 압축부호화하여, 압축된 광각영상 스트림을 네트웍 통신부(152)를 통하여 감시제어 장치(180)에 전송한다.

네트웍 통신부(152)는 신호변환부(150)로부터의 압축 광각영상 스트림을 IP 네트웍에 적합한 포맷으로 부호화하여, 부호화된 압축 광각영상 스트림을 감시제어 장치(180)로 전송한다. 또한 네트웍 통신부(152)는 감시제어 장치(180)로부터의 부호화된 카메라 제어신호를 받아들이고 복호화하며, 복호화된 카메라 제어신호를 제어부(154)에 전달한다.

제어부(154)는, 사전에 프로그래밍된 바에 따라 그리고 감시제어 장치(180)로부터 수신되는 카메라 제어신호에 응답하여, 전방향 카메라(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(154)는 상기 제어신호에 응답하여 패닝 모터 드라이버(156)를 제어함으로써, 패닝 모터 드라이버(156)가 패닝 모터(158)를 구동하여 전방향 카메라(100)가 수평방향으로 회전되도록 한다.

집중감시 카메라(160a~160n)에 있어서, 광학부(162)는 피사체로부터 발생되는 복사 에너지를 받아들이고, 열상 검출기(164)는 입력된 복사 에너지를 스캐닝해서 픽셀단위로 온도를 전기적 신호로 변환시킨다. 여기서, 열상 검출기(164) 내에 있는 검출소자들은 일반적으로 출력이 미약할 뿐만 아니라 감도 내지 응답특성이 불균일하여, 재현되는 열영상에서 고정패턴잡음을 유발하여 관측성능을 저하시킬 수 있다. 보정회로(166)는 검출소자들간의 이와 같은 불균일한 응답특성을 보정하여 균일화한다. 본 발명이 특정 열상 검출 방식이나 보정 방식에 한정되는 것은 아니며 열상 카메라의 구체적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 용이하게 구현할 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

신호변환부(168)는 아날로그 집중감시영상 신호 즉, 아날로그 열상 신호를 디지털 신호로 변환하고 압축부호화하여 압축 집중감시영상 스트림을 생성하며, 이를 네트웍 통신부(152)를 통하여 감시제어 장치(180)에 전송한다.

네트웍 통신부(170)는 신호변환부(168)로부터의 압축 열상 스트림을 IP 네트웍에 적합한 포맷으로 부호화하여, 부호화된 압축 집중감시영상 스트림을 감시제어 장치(180)로 전송한다. 또한 네트웍 통신부(170)는 감시제어 장치(180)로부터의 부호화된 카메라 제어신호를 받아들이고 복호화하며, 복호화된 카메라 제어신호를 제어부(154)에 전달한다.

제어부(172)는, 사전에 프로그래밍된 바에 따라 그리고 감시제어 장치(180)로부터 수신되는 카메라 제어신호에 응답하여, 집중감시 카메라(160a~160n)의 전체적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(172)는 상기 제어신호에 응답하여 패닝 모터 드라이버(174a) 및 틸팅 모터 드라이버(174b)를 제어한다. 패닝 모터 드라이버(174a)는 패닝 모터(176a)를 구동하여, 집중감시 카메라(160a~160n)가 수평방향으로 회전되도록 한다. 틸팅 모터 드라이버(174b)는 틸팅 모터(176b)를 구동하여, 집중감시 카메라(160a~160n)가 수직방향으로 회전되도록 한다.

도 3은 도 4에 도시된 감시제어 장치(180)의 일 실시예의 블록도이다. 본 실시예에 있어서, 감시제어 장치(180)는 네트웍 통신부(182), 제1 및 제2 복호화부(183, 184), 영상변환부(185), 영상 저장부(186), 표시부(188), 이상부분 검출부(190), 객체 검출부(192), 경보부(194), 및 카메라 제어부(198)를 구비한다.

네트웍 통신부(182)는 감시제어 장치(180)를 IP 네트웍에 인터페이스시켜서 감시제어 장치(180)가 전방향 카메라(100) 및 집중감시 카메라(160a~160n)와 통신할 수 있게 해주는 것으로서, 감시제어 장치(180)가 전방향 카메라(100) 또는 집중감시 카메라(160a~160n)에 전송할 신호를 네트웍에 적합한 포맷으로 부호화하고, 전방향 카메라(100) 또는 집중감시 카메라(160a~160n)로부터 수신되는 신호를 복호화한다. 이에 따라, 네트웍 통신부(182)는 전방향 카메라(100)로부터의 부호화된 압축 광각영상 스트림을 수신하고 복호화하여 압축 광각영상 스트림을 출력하고, 집중감시 카메라(160a~160n)로부터의 부호화된 압축 집중감시영상 스트림을 수신하고 복호화하여 압축 집중감시영상 스트림을 출력한다. 또한, 네트웍 통신부(182)는 카메라 제어신호를 네트웍에 적합한 포맷으로 부호화하여 부호화된 카메라 제어신호를 전방향 카메라(100) 및/또는 집중감시 카메라(160a~160n)에 전송한다.

제1 복호화부(183)는 네트웍 통신부(182)에 의해 출력되는 압축 광각영상 스트림을 받아들이고 압축을 해제하여 한 쌍의 디지털 광각영상을 복원한다. 제2 복호화부(184)는 네트웍 통신부(182)에 의해 출력되는 압축 집중감시영상 스트림을 받아들이고 압축을 해제하여 집중감시영상을 복원한다.

영상변환부(185)는 상기 한 쌍의 디지털 광각영상을 필요에 따라 변환한다. 여기서 영상 변환은 크로핑(cropping), 크기조정(scaling), 회전, 컬러 보정, 밝기/대비 조정, 4각영상으로의 변환, 두 영상의 합성 중 하나 이상이 될 수 있는데, 자세한 것은 아래에서 다시 설명한다. 영상변환부(185)에 의해 출력되는 변환 영상은 표시부(188)를 통해 화면표시될 수 있다.

영상 저장부(186)는 다양한 영상을 저장한다. 영상 저장부(186)에 저장되는 영상은 제1 복호화부(183)에서 출력되는 한 쌍의 광각영상, 제2 복호화부(184)에서 출력되는 집중감시영상, 영상변환부(185)에서 출력되는 변환된 영상을 포함한다. 아울러, 네트웍통신부(182)를 통해 수신되는 압축 광각영상 스트림 또는 압축 집중감시영상 스트림이 추가적으로 또는 위에서 열거한 영상을 대신하여 영상 저장부(186)에 저장될 수도 있다.

이상부분 검출부(190)는 상기 변환 영상을 프레임 단위로 이전 프레임과 비교하여, 이상부분 즉, 움직임객체 징후로 볼 수 있는 영역을 검출한다. 여기서, 이상부분 검출부(190)는 연속된 두 프레임을 블록 또는 객체 단위로 비교하여 움직임객체 징후를 검출하는 것이 바람직하다. 움직임객체 징후가 검출되는 경우, 이상부분 검출부(190)는 움직임객체가 검출된 영역에 대한 정보를 객체 검출부(192) 및 카메라 제어부(198)에 출력한다. 또한, 움직임객체 징후가 존재하는 영역이 광각영상의 가장자리에 있는 경우, 이상부분 검출부(190)는 카메라 제어부(198)에 움직임객체 징후 존재 영역에 대한 정보를 전달하여, 카메라 제어부(198)가 전방향 카메라(100)의 패닝을 제어하게 한다.

객체 검출부(192)는 집중감시 카메라(160a~160n)에 의해 획득된 집중감시영상을 받아들이고, 이상부분 검출부(190)로부터의 이상부분 검출정보를 참고하여 열집중감시영상으로부터 움직임객체가 존재하였는지를 판단한다. 움직임객체가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 객체 검출부(192)는 경보부(194)를 통해서 소리, 화면 디스플레이, 알람 등의 형태로 경보를 발령하고, 카메라 제어부(198)에 움직임 객체의 위치정보를 제공하여 카메라 제어부(198)가 집중감시 카메라(160a~160n)의 패닝 및 틸팅을 제어하도록 하여 객체 추적이 이루어질 수 있도록 한다.

카메라 제어부(198)는 입력부(195)로부터의 제어명령 및/또는 이상부분 검출부(190)로부터의 이상부분 검출정보에 응답해서 네트웍 통신부(182)를 통하여, 전방향 카메라(100)에 팬 구동을 제어하기 위한 카메라 제어신호를 송신하거나, 집중감시 카메라(160a~160n)에 팬/틸트 구동을 제어하기 위한 카메라 제어신호를 송신한다. 네트웍 통신부(182)는 카메라 제어부(198)가 출력하는 카메라 제어신호를 네트웍에 적합한 포맷으로 부호화하여, 부호화된 형태로 전방향 카메라(100) 및/또는 집중감시 카메라(160a~160n)에 전송한다, 입력부(199)는 키보드와, 마우스 및/또는 조이스틱을 포함하며, 사용자가 감시 시스템을 조작하고 제어명령을 입력할 수 있게 해주며, 특히 집중감시 카메라(160a~160n)에 대한 팬/틸트 명령을 인가할 수 있게 해준다.

도 4은 도 2에 도시된 감시 시스템에서의 감시 프로세스를 전체적으로 보여준다.

먼저, 전방향 카메라(100)는 감시제어 장치(180)의 제어 하에 전 방위각(full zenith angle) 및 전 고도각(full azimuth angle)에 대한 전방향 영상 즉, 한 쌍의 광각영상을 획득하여 감시제어 장치(180)에 송신한다. 감시제어 장치(180)는 수신된 광각영상 쌍에 대하여 적절한 변환 작업을 수행한다(제200단계).

이어서, 감시제어 장치(180)의 이상부분 검출부(190)는 변환 영상에 대하여 이전 프레임과 화소값을 비교함으로써 움직임객체 징후가 있는지 감시한다(제202단계). 감시 과정에서, 이상부분 검출부(190)는 움직임객체 징후가 포착되었는지를 지속적으로 판단한다(제204단계). 제204단계에서 포착된 움직임객체 징후가 없다고 판단되는 한, 제200단계 및 제204단계가 반복적으로 수행된다.

그렇지만, 제204단계에서 움직임객체 징후가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 감시제어 장치(180)의 이상부분 검출부(190)가 카메라 제어부(198)에 검출 위치를 포함하는 이상부분 검출정보를 제공하고, 카메라 제어부(198)는 해당 영역을 감시하는 집중감시 카메라(160a~160n)에 이상부분 검출 위치를 촬영할 것을 명령하게 된다. 카메라 제어신호에 응답하여, 집중감시 카메라(160a~160n)는 팬/틸트 동작을 수행한 후 해당 부분에 대한 집중감시영상을 획득하여 감시제어 장치(180)에 제공한다(제210단계).

제212단계에서, 감시제어 장치(180)의 객체 검출부(192)는 집중감시 카메라(160a~160n)로부터의 집중감시영상에서 이상부분 검출정보에 포함된 위치정보에 해당하는 픽셀 주변에 대하여 화소값을 사전에 정해진 기준치와 비교함으로써 움직임객체가 존재하는지 여부를 결정한다.

만약 움직임객체가 존재하는 것으로 판단되는 경우(제214단계), 객체 검출부(192)는 경보부(194)를 통해서 경보를 발령하고, 카메라 제어부(198)는 움직임객체를 추적감시하도록 해당 지역을 커버하는 집중감시 카메라(160a~160n)를 제어한다(제216단계). 한편, 제214단계에서 움직임객체가 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우에는 일정시간 동안 판단을 반복한 다음 프로세스가 제200단계로 복귀하여 제200단계 내지 제214단계가 반복적으로 수행된다.

도 5은 도 3 및 도 4에 도시된 전방향 카메라(100)의 화각을 보여준다.

전방향 카메라(100)에서, 제1 어안렌즈(122)는 1~180°의 범위에 이르는 180°의 수평방향 화각 즉, 방위각을 가지며, 제2 어안렌즈(124)는 180~360°의 범위에 이르는 180°의 수평방향 화각 즉, 방위각을 가진다. 이에 따라, 제1 어안렌즈(122)와 제2 어안렌즈(124)를 결합된 상태로 구비하는 전방향 카메라(100)는 도합 360°의 전 방위각을 수평방향 화각으로 가지게 된다. 여기서, 좌표계는 도 3에서 제1 및 제2 어안렌즈(122, 124)의 대칭점을 원점으로 설정하고, 도면에서 종이밖으로 나오는 방향을 x축, 우측 방향을 y축, 그리고 상방을 z축으로 설정한 것을 기준으로 한다.

또한, 제1 어안렌즈(122)는 -90~90°의 범위에 이르는 180°의 수직방향 화각 즉, 고도각을 가지며, 제2 어안렌즈(124) 역시 -90~90°의 범위에 이르는 180°의 수직방향 화각 즉, 고도각을 가진다. 이에 따라, 제1 어안렌즈(122)와 제2 어안렌즈(124)를 결합된 상태로 구비하는 전방향 카메라(100)는 도합 360°의 전 고도각을 수직방향 화각으로 가지게 된다.

일반적으로 어안렌즈를 채용하는 카메라에서, 영상의 중심부분, 예컨대 광축을 중심으로 45~50°의 화각 범위에 대해서는 큰 왜곡이 없이 피사체가 촬영되는 반면, 주변으로 갈수록 영상의 왜곡이 심해진다. 예컨대, 도 9에서 제1 어안렌즈(122)의 수평방향 화각을 θ1이라 할 때, 입사방향이 광축을 중심으로 θ1'(<θ1)의 방위각, 방위각 또는 그 결합 범위 내에 있는 입사광에 대해서만 큰 왜곡이 없이 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제1 이미지 센서(126)에서 출력되는 제1 광각영상(250)에서 입사각도가 θ1'의 범위에 해당하는 영역은 도 10에서 원형으로 되어 있고 해칭이 되어 있는 중심부(252)에 상응하게 된다. 그리고 중심부(252) 외곽에 있는 주변부(254)는 가장자리로 갈수록 왜곡이 커진다. 마찬가지로, 도 9에서 제2 어안렌즈(124)의 수평방향 화각을 θ2라 할 때, 입사방향이 광축을 중심으로 θ2'(<θ2)의 방위각, 방위각 또는 그 결합 범위 내에 있는 입사광에 대해서만 큰 왜곡이 없이 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제2 이미지 센서(128)에서 출력되는 제2 광각영상(260)에서 입사각도가 θ2'의 범위에 해당하는 영역은 도 10에서 원형으로 되어 있고 해칭이 되어 있는 중심부(262)에 상응하게 된다. 그리고 중심부(262) 외곽에 있는 주변부(264)는 가장자리로 갈수록 왜곡이 커진다.

따라서, 이와 같은 제1 및 제2 광각영상(250, 260)을 마스킹 또는 맵핑 테이블을 사용하여 사각형 영상으로 변환한 후 변환 영상(250a, 260a)를 결합하는 경우, 도 11과 같이 왜곡이 적은 부분은 일부(252a, 262a)에 지나지 않는다.

이를 감안하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전방향 카메라(100)를 일정 각도만큼 수평회전(panning)시켜서 제1 및 제2 광각영상(250, 260)을 보완한 후, 움직임객체 징후가 포착하게 된다.

Claims (3)

1. 외측을 향하면서 서로 대칭이 되게 배치되는 복수의 광각 렌즈와, 각각이 상기 복수의 광각 렌즈 각각에 대응하여 마련되는 복수의 이미지 센서를 단일 하우징 내에 구비하고, 전 방위각 및 전 고도각을 화각으로 하여 전방향 영상을 획득하며, 상기 복수의 광각 렌즈 및 상기 복수의 이미지 센서가 상기 복수의 광각 렌즈의 가상 대칭축을 중심으로 회전할 수 있는 전방향 카메라;
   수신되는 제어신호에 응답하여 수평회전 및 수직회전하여 특정 영역에 대한 집중감시 영상을 획득하는 집중감시 카메라; 및
   상기 전방향 영상으로부터 움직임객체 징후를 검출하고, 움직임객체 징후가 검출된 영역의 위치정보에 상응하는 상기 제어신호를 상기 집중감시 카메라에 송신하여 상기 집중감시 카메라가 상기 움직임객체를 추적감시하도록 하는 감시제어 장치;를 구비하는 감시 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전방향 카메라가 상기 감시제어 장치의 명령에 응답하여 소정 각도 회전한 후 추가적인 전방향 영상을 획득할 수 있고,
   상기 감시제어 장치는 상기 전방향 영상 중 일부를 상기 추가적인 전방향 영상의 대응 부분으로 대체한 후, 부분대체가 완료된 영상으로 상기 움직임객체 징후를 검출하는 감시 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 광각 렌즈 및 상기 이미지 센서가 각각 두 개씩 설치되고,
   상기 두 개의 이미지 센서가 상기 하우징 내에서 수직방향으로 연장된 양면 기판상에 전후 대칭되게 설치되는 감시 시스템.
   

Images