KR101046819B1 - 소프트웨어 휀스에 의한 침입감시방법 및 침입감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감시카메라와 같은 촬영수단으로부터 제공되는 화상을 통하여 외부의 침입을 감시하는 침입감시방법 및 침입감시시스템에 관한 것으로, 모니터링수단의 화상상의 특정구역에 가상휀스(IMAGINARY FENCE)를 설정하여 이동물체가 가상구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시함으로서 이동물체가 보안구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시자에게 사전에 알릴 수 있고, 설정된 구역에 대해서만 감시가 이루어지기 때문에 오동작 또는 오경보가 발생되지 아니하는 효과가 있다.

감시시스템, 감시카메라, 화상, 보안구역, 가상휀스, 가상구역

Description

소프트웨어 휀스에 의한 침입감시방법 및 침입감시시스템{METHOD AND SYSTEM FOR WATCHING AN INTRUSION BY SOFTWARE FENCE}

본 발명은 감시카메라와 같은 촬영수단으로부터 제공되는 화상을 통하여 외부의 침입을 감시하는 침입감시방법 및 침입감시시스템에 관한 것으로, 모니터링수단의 화상상의 특정구역에 가상휀스(IMAGINARY FENCE)를 설정하여 이동물체가 가상구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시함으로서 이동물체가 보안구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시자에게 사전에 알릴 수 있는 소프트웨어 휀스(SOFTWARE FENCE)에 의한 침입감시방법 및 침입감시시스템에 관한 것이다.

세계 정치, 경제, 문화, 종교 등의 갈등으로 인하여 충돌이 잦아지고 있는 가운데 2001년도에는 미국에서 911 테러도 발생하여, 대 테러, 군사 및 공공분야의 주요 보안장소, 군기지, 기간산업공장, 주요 인사의 거주지 등에 대한 방호의 중요성이 날로 증가하고 있다.

철조망이나 육안감시에 의존하던 제1세대 방호시스템으로부터 전자휀스와 감시카메라를 이용한 제2세대 방호시스템을 거쳐 최근에는 첨단기술을 이용한 제3세대 방호시스템으로 발전하고 있다. 제3세대 방호시스템은 GPS와 무선통신을 이용한 감시, 첨단 감지휀스와 경보시스템, 첨단기술의 출입통제시스템 등으로 구성되고 중앙통제실에서 이를 통합 관리한다.

이러한 감시시스템과 관련하여 감시카메라, CCTV 및 캠코더 등의 촬영장치를 이용하여 감시하는 시스템이 알려져 있다. 또한, 이러한 감시시스템은 종래 감시자가 감시카메라를 통하여 제공되는 화면을 모니터를 통하여 감시하는 수동감시 방식으로부터, 감시화면의 픽셀 등의 변화로부터 이상 유무를 사전에 자동으로 감시자에게 알려주는 자동감시방식으로 전환되는 추세에 있다.

이러한 자동감시방식의 일례로, 차분법을 이용한 감시에서는 감시카메라 등으로부터 얻어지는 화상과 기준이 되는 배경화상의 휘도(또는 픽셀값)의 차분을 검출하고, 이 검출값을 소정의 임계값과 비교하여 일정 이상의 차이가 있는 경우에는 침입으로 간주하여 이를 감시자에게 알려주는 방식을 들 수 있다.

그러나, 종래의 자동감시방법에서는 실제 감시대상이 되는 물리적 휀스(담, 울타리 등) 및 출입문 등을 촬영하는 감시카메라가 설치되고, 모니터 상에 비춰지는 모든 구역이 감시구역으로 설정이 되어, 실제로 감시가 필요한 구역 또는 휀스 주변이 아닌 다른 구역에서의 픽셀 변화 등도 검출되어 오경보를 하게 되고, 제대로 경보가 울리는 경우에도 침입자가 이미 감시대상인 물리적 펜스를 지난 후에야 감시자가 이를 인식하게 되는 경우가 많다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 침입감시시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 사용자가 주시하는 모니터의 화면(10)에 제공되는 화상은 주요 감시대상이 되는 물리적 휀스구역(보안구역)(X), 침입경로가 되는 침입경로구역(Y) 및 침입과는 무관한 제3의 구역(Z)으로 구분될 수 있다.

종래의 모니터링 시스템과 차분법을 이용한 감시방법에서는 감시카메라 등으로부터 얻어지는 화상과 기준이 되는 배경화상의 휘도(또는 픽셀값)의 차분을 검출하고, 이 검출값을 소정의 임계값과 비교하여 일정 이상의 차이가 있는 경우에는 침입으로 간주하기 때문에, 침입과는 무관한 제3의 구역(Z)에서의 물체의 이동으로 픽셀값에 변화가 생기면 침입이 없음에도 경보를 발하게 된다.

도 1b의 경우에는 전술한 모니터링 시스템과는 달리 물리적 펜스의 특정구역만이 모니터의 화면(20)에 제공되기 때문에, 위와 같은 문제점은 없으나, 감시자가 모니터의 화면(20)에 제공되는 특정구역의 주변상황에 대해서는 알 수 없기 때문에 침입 가능성을 전혀 예측할 수 없게 된다. 즉, 이러한 시스템에서는 침입자가 보안구역의 안쪽으로 들어와야만(물리적 휀스를 넘어와야만) 침입을 인지할 수 있기 때 문에 침입을 미연에 방지할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 침입이 예상되는 물체를 사전에 감시하여 이를 감시자에게 알려줄 수 있을 뿐만 아니라, 오동작 또는 오경보가 발생되지 않는 침입감시방법 및 침입감시시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 촬영수단으로부터 제공되는 화상으로부터 보안구역으로의 침입을 감시하는 방법에 있어서, 상기 화상상에 상기 보안구역의 외부에 가상휀스로 가상구역을 설정하는 단계; 상기 가상구역에 대한 픽셀정보('픽셀정보' 또는 '좌표정보'를 뜻한다. 이하 같다)를 취득하고 저장하는 단계; 상기 화상상에서 이동물체를 검출하는 단계; 상기 검출된 이동물체의 위치를 상기 저장된 가상구역의 픽셀정보와 비교하는 단계; 및 상기 검출된 이동물체의 위치와 상기 가상구역의 픽셀정보와의 비교 결과가 사전에 입력되어 있는 조건에 일치하는 경우에 감시자에게 경보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 휀스에 의한 침입감시방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 감시구역을 촬영하는 촬영수단; 감시구역에의 이동물체를 검출하는 검출수단; 상기 검출수단으로부터의 정보를 수신하기 위한 모니터링수단; 및 침입발생시 경보를 발하는 경보수단을 포함하고, 상기 검출수단은, 상기 촬영수단으로부터 촬영된 화상을 수신하는 화상입력부; 사용자로부터 입력되는 정보를 수신하는 사용자 설정부; 상기 화상입력부로부터의 화상과 상기 사용자가 입력한 정보로부터 이동물체의 침입여부를 판단하는 중앙처리장치; 및 상기 중앙처리장치의 판단에 따라 경보수단으로 경보신호를 보내는 경보출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 휀스에 의한 침입감시시스템을 제공한다.

상기 중앙처리장치는, 화상입력부로부터 입력된 화상과 미리 저장된 기준 화상에 대한 픽셀정보를 비교하여 이동물체의 유무를 판단하고, 이동물체가 있는 것으로 판단된 경우, 검출된 이동물체의 픽셀정보를 사용자가 설정한 가상구역에 대응하는 픽셀정보와 비교하고, 비교 결과가 입력되어 있는 조건을 만족하는 경우 사용자에게 경보한다.

위와 같은 본 발명은 모니터링수단의 화상상의 특정구역에 가상휀스를 설정하여 이동물체가 가상구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시함으로서 이동물체가 보안구역에 접근 또는 침입하는 것을 감시자에게 사전에 알릴 수 있고, 설정된 구역에 대해서만 감시가 이루어지기 때문에 오동작 또는 오경보가 발생되지 아니하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 침입감시시스템의 개략적인 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 소프트웨어 휀스에 의한 침입감시시스템은, 감시구역을 촬영하는 촬영수단(100); 감시구역에의 이동물체를 검출하는 검출수단(200); 상기 검출수단(200)으로부터의 정보를 수신하기 위한 모니터링수단(300); 및 침입발생시 경보를 발하는 경보수단(400)을 포함하고, 상기 검출수단(200)은, 상기 촬영수단(100)으로부터 촬영된 화상을 수신하는 화상입력부(210); 사용자로부터 입력되는 정보를 수신하는 사용자 설정부(220); 상기 화상입력부(210)로부터의 화상과 상기 사용자가 입력한 정보로부터 이동물체(M)의 침입여부를 판단하는 중앙처리장치(MPU)(230); 및 상기 중앙처리장치의 판단에 따라 경보수단(400)으로 경보신호를 보내는 경보출력부(240)를 포함한다.

상기 촬영수단(100)으로는 촬상소자(CCD)를 이용한 감시카메라 등이 사용될 수 있으며, 감시가 요구되는 장소에 배치되고, 각 장소에서 감시구역을 연속적으로 촬영하여 검출수단(200)으로 송신한다. 영상의 송신은 NTSC 또는 PAL 방식의 아날로그 영상 신호가 이용될 수 있다.

상기 검출수단(200)은 메인 보안서버이나 네트워크상의 컴퓨터일 수 있으며, 상기 촬영수단(100)로부터 전송 받는 영상에 대하여 적절한 영상신호처리를 할 수 있으면 어떤 컴퓨팅장치라도 사용이 가능하다.

상기 촬영수단(100)과 검출수단(200)의 연결은, 거리가 비교적 짧은 경우 시리얼포트 또는 USB포트 등을 이용한 케이블의 직접 연결을 통하여 구현될 수 있고, 비교적 원거리인 경우에는 인터넷을 통한 TCP/IP 연결을 통하여 구현될 수 있다.

상기 촬영수단(100)로부터 전송되어 온 영상신호는 검출수단(200)의 화상입력부(210)를 통하여 디지탈 영상신호로 변경되어 검출수단(200)의 내부 또는 외부의 메모리부(미도시)에 저장될 수 있다.

상기 사용자 설정부(220)는 사용자로부터의 명령을 수신하고 이를 검출수단(200)의 내부 또는 외부의 메모리(미도시)에 저장한다. 사용자로부터의 명령은 검출수단(200)에 연결된 키보드, 마우스 등의 사용자 입력장치(500)와 모니터와 같은 모니터링수단(300)을 통하여 구현되며, 사용자의 명령의 입력에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.

상기 중앙처리장치(230)는 사용자 설정부(220)로부터 입력된 설정에 따라 촬영수단(100)으로부터 수신되어 내부 또는 외부 메모리에 저장된 화상을 해석한다. 검출수단(200)은 중앙처리장치(230)와 연결된 화상출력부(250)를 포함하며, 화상출 력부(250)는 중앙처리장치(230)로부터 연산된 이동물체(M)에 대한 화상을 모니터링수단(300)에 제공한다.

또한, 검출수단(200)은 경보출력부(240)를 포함하며, 침입이 있는 것으로 판단되면 중앙처리장치(230)가 경보정보를 경보출력부(240)에 제공하여 경보수단(400)이 작동되도록 한다. 상기 경보수단(400)으로는 경보등, 사이렌, 알람 등이 사용될 수 있다. 경보수단은 음성뿐만 아니라 영상도 가능하며, 모니터링수단(300)에 영상경보를 제공할 수도 있다.

다음은 사용자의 설정에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에서의 사용자 설정 사례도이다. 도 3에서 보안구역(320)의 주위에는 철조망 등의 물리적 휀스(310)가 설치되어 있다.

먼저, 사용자는 모니터링수단(300)의 화면(305)에 제공되는 화상에 점선으로 표시한 바와 같은 가상휀스(소프트웨어 휀스)(301)로 가상구역(330)을 설정한다. 이러한 가상구역(330)의 설정은 중앙처리장치(230)로 하여금 가상구역(330) 이외의 구역에서의 물체의 이동에 대해서는 판단하지 않도록 한다. 따라서 중앙처리장치(230)는 가상구역(330)에서의 물체의 이동만을 판단한다. 이러한 가상구역(330)은 적용 분야나 필요에 따라 복수로 설정할 수도 있다.

또한, 사용자는 제2의 가상휀스(302)로 가상구역(330) 내에 제2의 가상구역(340)을 설정할 수 있다. 중앙처리장치(230)는 가상구역(330) 내에서 이동물체(M)의 움직임이 제2의 가상휀스(302)를 침입하는지 또는 제2의 가상휀스(302)를 따라 이동하는지를 판단한다.

상기와 같이 모니터링수단(300)의 화면에 제공되는 화상에 2단계의 가상휀스를 설정하는 경우에는 제1단계의 가상휀스(301)는 1차원의 선(line)으로 표시하고, 제2단계의 가상휀스인 제2의 가상휀스(302)는 2차원의 면으로 표시할 수 있다.

이동물체(M)의 침입여부의 판단은 검출수단(200)에 미리 저장된 기준화상과 감시카메라(200)로부터 전송된 감시화상과의 픽셀 비교를 통하여 이루어진다. 중앙처리장치(230)는 상기 픽셀 비교를 통하여 이동물체(M)인지 여부를 판단한다.

중앙처리장치는 검출된 이동물체(M)의 픽셀정보를 사용자가 설정한 가상구역과 제2의 가상구역에 대응하는 픽셀정보와 비교하고, 비교 결과가 미리 입력되어 있는 조건을 만족하는 경우 제1 경보와 제2 경보 중 하나를 선택하여 경보출력부에 제공한다. 이와 같이, 가상구역을 침입한 경우 발하는 제1 경보와 제2의 가상구역을 침입한 경우 발하는 제2 경보를 달리하면 이동물체(M)의 위치를 쉽게 파악할 수 있다.

상기한 '입력되어 있는 조건'이란 검출된 이동물체(M)의 가상구역 또는 제2의 가상구역으로의 진입, 가상구역 또는 제2의 가상구역으로부터의 이탈, 또는 가상구역 또는 제2의 가상구역의 경계를 따른 이동 중 어느 하나일 수 있다.

도 4는 이동물체의 검출방법을 도시한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 중앙처리장치(230)에 제공되는 기준화상은 일례로 총 10 ㅧ 10의 픽셀로 이루어져 있으며, 사용자는 이 기준화상에 마우스 등을 통하여 제2의 가상휀스(302)를 설정할 수 있다. 이렇게 사용자가 설정한 제2의 가상휀스(302)는 화상의 합성 등을 통하여 기준화상 내에서 일정한 픽셀 좌표를 가질 수 있다. 도 4에서는 (1,7), (2,7), (3,7), (4,7), (5,7), (6,7), (8,7), (9,7), (10,7)의 픽셀정보가 이에 해당된다. 사용자의 설정이 완료된 후, 중앙처리장치는 검출되는 이동물체(M)의 픽셀정보가 상기 제2의 가상휀스의 픽셀정보에 해당하는지를 판단한다.

전술한 설명을 기반으로 도 3의 예를 참조하여, 외부로부터 보안구역(320)으로의 침입을 감시하는 경우에 대해서 설명한다. 만일, 이동물체(M)가 가상구역(330) 내에서 검출된 경우, 중앙처리장치(230)는 가상구역(330) 내에 이동물체(M)가 있는 것으로 판단하고, 감시카메라와 같은 일련된 촬영수단(100)으로부터 전송받은 화상을 판독하여, 이 이동물체(M)의 이동방향을 판단한다. 이동방향의 설정은 감시시스템이 적용되는 분야에 따라 결정될 수 있는데, 외부로부터의 침입을 방지하는 경우에는 제2의 가상휀스(302)를 향한 이동방향(A)만 검출하도록 설정하 며, 내부로부터 외부로의 탈출 등을 감시하는 경우에는 제2의 가상휀스(302)의 외측으로의 이동방향(B)만을 검출하도록 설정한다. 또한, 이와 동시에, 이동물체(M)가 제2의 가상휀스(302)의 길이방향(C 또는 D)으로 이동하는 움직임도 감지하도록 할 수도 있다.

또한, 필요한 경우 가상 구역(330)에서 이동물체(M)가 검출된 경우, 이를 모니터링수단(300) 또는 경보수단(400)에 제1 경보를 발하도록 구성할 수도 있다. 그러나 이 경우에는 침입 가능성은 낮은 것으로 간주하여 경보를 하지 않도록 할 수도 있다.

다음으로, 가상 구역(330) 내에서 검출된 이동물체(M)가 제2의 가상휀스(302)를 침입한 경우, 중앙처리장치(230)는 이동물체(M)의 움직임이 보안구역(320)으로의 침입 가능성이 높은 것으로 판단하여 사용자에게 제2 경보를 한다. 이때 경보의 형식은 가상구역(330)에서의 경보와 구별되도록 하는 것이 좋다. 즉, 제1 경보와 제2 경보는 서로 다르도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에서는 물리적 휀스의 주변 또는 보안구역의 주변에 가상의 소프트웨어 휀스를 설치하여 외부로부터의 침입이 물리적 휀스 또는 센서휀스에 도달하기 전에 미리 관리자에게 알려줌으로써 침입 여부를 사전에 알 수 있을 뿐만 아니라, 특정 가상구역을 설정하여 둠으로써, 감시가 필요 없는 구역에서의 물체의 이동에 따른 경보를 미연에 방지할 수 있다.

또, 위에서 중앙처리장치가 감지결과를 모니터링수단 또는 경보수단에 제공하는 것으로 기술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 미리 정해진 휴대폰이나 PDA 등의 특정 주소로 보내도록 할 수도 있다. 또한, 관리자 등이 오랜 시간 모니터를 주시할 수 없는 경우에 대비하여 침입결과에 대한 로그를 Html 등과 같은 방식으로 시간대별로 기록해 두고, 가상휀스를 침입한 이동물체에 대해서도 리코딩하여 둠으로써 후일 관리자가 이를 직접 눈으로 확인할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

또, 위에서 영상 내의 이동물체를 추적하는 것에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 침입이 예상되는 각종 물체, 즉, 차량, 사람, 동물, 곤충 등에 대한 형상 데이터 베이스를 미리 구축하여 특정물체에 대해서만 추적하도록 할 수도 있다. 즉, 이는 동물이나 곤충 등과 같은 특정물체에 대해서는 감시하지 않는 필터링 기능이 동반될 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같은 필터링 기능은, 바람에 의한 나뭇가지 흔들림, 비와 눈 등으로 인한 악천후, 그림자나 빛의 산란 등에 의한 소프트웨어 필터링을 포함하며, 이러한 공지된 기술과 본 발명의 원리를 동시에 이용함으로써 오경보의 발생율을 극소로 할 수 있다.

또, 위에서 가상구역을 설정함으로써 실제 감시가 필요 없는 구역을 배제하 는 방식에 대해 설명하였으나, 배제구역을 설정하여도 이와 동일한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명은 위의 설명과 실시예에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다. 따라서 위의 기재 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 아니한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명과 특허청구범위에 기재된 도면부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 참고로 부기한 것으로, 본 발명은 도면상의 형태로 한정되지 아니한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 침입감시시스템을 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 본 발명에 의한 침입감시시스템의 개략적인 블록도이다.

도 3은 본 발명에서의 사용자 설정 사례도이고,

도 4는 이동물체의 검출방법을 도시한 도면이다

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10, 20, 305: 모니터 화면 100: 촬영수단

200: 검출수단 210: 화상입력부

220: 사용자 설정부 230: 중앙처리장치(MPU)

240: 경보출력부 250: 화상출력부

300: 모니터링수단 301: 가상휀스

302: 제2의 가상휀스 310: 물리적 펜스

320: 보안구역 330: 가상구역

340: 제2의 가상구역 400: 경보수단

500: 사용자 입력장치 M: 이동물체

A, B, C, D: 이동방향

Claims (5)

1. 촬영수단(100)으로부터 제공되는 화상으로부터 보안구역(320)으로의 침입을 감시하는 방법에 있어서,

   상기 화상상에 상기 보안구역(320)의 외부에 가상휀스(301)로 가상구역(330)을 설정하는 단계;

   상기 가상구역(330)에 대한 픽셀정보를 취득하고 저장하는 단계;

   제2의 가상휀스(302)로 상기 가상구역(330) 내에 제2의 가상구역(340)을 설정하는 단계;

   상기 제2의 가상구역(340)에 대한 픽셀정보를 취득하고 저장하는 단계:

   상기 화상상에서 이동물체(M)를 검출하는 단계;

   상기 검출된 이동물체(M)의 위치를 상기 저장된 가상구역(330)의 픽셀정보와 비교하는 단계;

   상기 검출된 이동물체(M)의 위치와 상기 가상구역(330)의 픽셀정보와의 비교 결과가 상기 가상구역(330)에 대하여 사전에 입력되어 있는 조건에 일치하는 경우에는 감시자에게 경보정보를 제공하는 단계;

   상기 검출된 이동물체(M)의 위치와 상기 가상구역(330)의 픽셀정보와의 비교 결과가 상기 가상구역(330)에 대하여 사전에 입력되어 있는 조건에 일치하지 아니하는 경우에는 상기 검출된 이동물체(M)의 위치를 상기 저장된 제2의 가상구역(340)의 픽셀정보와 비교하는 단계; 및

   상기 검출된 이동물체(M)의 위치와 상기 제2의 가상구역(340)의 픽셀정보와의 비교결과가 상기 제2의 가상구역(340)에 대하여 사전에 입력되어 있는 조건에 일치하는 경우에는 감시자에게 제2 경보를 제공하는 단계를 포함하고,

   상기 '사전에 입력되어 있는 조건'이 검출된 이동물체(M)가 상기 가상구역(330) 또는 제2의 가상구역(340)으로의 진입, 상기 가상구역(330) 또는 제2의 가상구역(340)에서의 이탈, 또는 상기 가상구역(330) 또는 제2의 가상구역(340)의 경계를 따른 이동 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소프트웨어 휀스에 의한 침입감시방법.
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