회전형 카메라를 이용한 듀얼 모니터링 시스템 및 불법주정차 단속 시스템

CCTV 감시 시스템의 진화(3)

지난 11월호부터 3가지 CCTV 지능형 감시 시스템들에 대하여 살펴보면서 이 시스템들을 통하여 현재 CCTV 감시체계의 문제점이 무엇인지 파악하고, 앞으로의 감시방법이 어떻게 진화되어 나아갈 것인지 다함께 생각해 볼 수 있는 시간을 마련하고 있다. 이번 호는 그 마지막 시간으로 ‘회전형 카메라를 이용한 듀얼 모니터링 시스템 및 불법주정차 단속 시스템’에 대하여 살펴보도록 한다.

회전형 카메라를 이용한 듀얼 모니터링 시스템

시스템 개요

듀얼 모니터링 시스템은 인력이 직접 순찰 및 확인해야 하는 업무를 무인카메라와 각종 제어장치를 통해 기본적인 관리가 가능한 제어 시스템으로, 사람이 직접 확인하기 힘든 광범위한 지역을 적은 인력으로 빠르게 확인하고 제어함은 물론 상황에 맞는 조치를 취할 수 있는 시스템이다.

기존 모니터링 시스템의 문제점

현재 여러 곳에서 도난, 재해 등을 감시하기 위한 모니터링 시스템이 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 물류창고에서 물류의 입출고 현황관리나 재해 또는 도난 감시, 생산 공장에서의 작업공정 관리 및 감시, 목장이나 과수원 등의 재해 또는 도난 감시, 금융기관에서 출입하는 사람들의 감시 및 업무상황 관리, 댐 상수원에서의 감시·녹화, 폐수처리장이나 정수장 및 도시가스 시설 감시 등을 위하여 센서, 감청정보 입력 장치 또는 감시카메라 장치 등을 설치하고 획득된 감시정보를 통신망을 통하여 원격지로 전송하는 방식이 널리 이용되고 있다. 그러나 이러한 종래의 모니터링 시스템의 경우 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째, 카메라 자체는 일정 영역만을 촬영하기 때문에 하나의 카메라에 의할 경우에는 반드시 사각지역이 발생하게 되고, 이러한 사각지역 발생을 억제하기 위해서는 다수의 카메라가 필요하게 된다.

둘째, 기존의 모니터링 시스템은 카메라가 촬영한 영상데이터를 무선 또는 유선으로 수신 시스템에 전송되어야 하나, 통신기술의 한계로 인하여 세밀한 영상을 전송할 경우 통신 속도가 원활하지 않으며, 통신 속도를 높이고자 할 경우 세밀한 영상전송이 어렵다는 문제가 있다. 현재 영상을 압축하고 압축된 영상을 해제하는 다양한 영상압축 기술이 개발되고 있지만 그 개념은 기본적으로 완전한 하나의 영상을 보낸다는 점에 착안하고 있다.

셋째, 기존의 모니터링 시스템은 감시의 최소 기본단위가 촬영된 영상단위로 이루어짐으로써, 촬영된 영상단위를 기준으로 모니터링 할 수 있다. 그러나 하나의 촬영된 영상만으로는 어느 특정 시점에서의 물체의 상태를 알 수 있을 뿐, 시간의 경과에 따른 그 물체의 이동경로를 보여주지는 못한다. 따라서 이러한 시스템에서 물체의 이동경로 등을 감시하기 위해서는 사용자가 직접 영상 하나하나를 확인함으로써 물체의 이동경로 등을 확인해야 한다. 그러나 이와 같이 사용자가 직접 영상 하나하나를 확인하는 절차는 상당히 번거로울 뿐만 아니라 시간이 많이 필요하다.

한편, 소리추적 기능을 구비시켜 감시기능의 사각화를 방지한 CCTV 카메라 시스템이 개발되어 있긴 하지만, 기존 기술은 단순히 마이크로폰에서 신호를 입력받은 후, 그 입력받은 신호의 크기만을 비교분석함으로써 소리가 발생한 위치를 감지하게끔 이루어져 있다. 이러한 기존 기술은 소리가 발생한 위치를 감지하기 위한 비교대상이 단지 소리의 크기만을 대상으로 하고 있기 때문에, 소리의 반사와 이로 인한 울림 등으로 인하여 발생하는 오차를 줄일 수 없으며, 특히 반사공간이 많은 실내의 경우 오작동의 우려가 크다.

또한 기존 기술은 소리만을 대상으로 하여 소리가 발생하는 위치를 확인함으로써 소리가 발생한 위치를 평면상에서 그 방향만을 확인할 수 있을 뿐이며, 그 위치정보를 정확히 확인하는 것이 불가능한 시스템이다. 즉, 일정한 공간에서의 위치는 방향과 거리로 정의될 수 있지만 상기 기술은 그 방향만을 감지할 수 있을 뿐이다. 따라서 기존 기술은 팬 모터만이 마련된 카메라의 경우에는 적용되지만, 팬 모터와 틸팅 모터가 모두 갖춰진 카메라의 경우에는 틸팅 모터를 제어할 방법을 전혀 제시하지 못하고 있으며 이와 같은 방향감지만으로는 사각지대를 최소화시키기 어렵게 된다.

회전형 카메라를 이용한 듀얼 모니터링 시스템의 구성 및 특징

회전형 카메라를 이용한 듀얼 모니터링 시스템의 특징은 물체가 나타날 경우 소리에 의한 방향 감지와 거리 감지를 통하여 팬 모터와 틸팅 모터가 모두 구비된 카메라를 보다 효율적으로 이용할 수 있어 오직 하나의 카메라에 의해서도 사각지대 발생을 최소화할 수 있는 모니터링 장치를 제공하는 시스템이다. 이를 통해 통신장치의 한계를 극복하고 영상의 품질과 통신 속도의 향상을 동시에 꾀할 수 있으며, 시스템 내에서 물체의 이동경로를 감시할 수 있는 데이터를 2개의 데이터 형태로 전송할 수 있다.

이 시스템은 유선 또는 무선으로 카메라가 촬영한 물체감시 정보를 외부에 전송하기 위한 모니터링 장치는 감시구역 내에 고정 설치되는 카메라 고정부, 카메라 고정부에 좌우로 회전가능하게 하는 카메라 좌우회전부, 카메라 헤드, 그리고 상하좌우 회전부의 회전각도와 거리감지부의 상하회전에 따라 감지되는 기준거리를 저장하는 구역별 기준거리 저장부 등으로 구성된다. 복수의 마이크로폰으로부터 입력받는 소리를 통하여 카메라 조정부가 카메라 좌우회전부를 소리가 발생한 방향을 향하여 좌우로 회전시키도록 제어하며, 거리감지부의 회전 각도와 그 회전 각도에서 입력받는 거리를 구역별 기준거리 저장부에 저장된 기준거리와 비교하여 카메라 조정부가 카메라 헤드를 이상 거리가 감지된 방향을 향하여 회전시키도록 제어하는 것이다.

회전형 카메라를 이용한 불법주정차 단속 시스템

시스템 개요

주정차 금지구역 내 불법 주정차 차량에 대하여 원격으로 단속하는 시스템으로서 회전형 카메라를 자동 제어하여 지정된 위치를 자동으로 확대할 뿐만 아니라 자동으로 재추적하여 재 촬영할 수 있는 영상확대 시스템이다.

기존 시스템의 문제점

일반적으로 카메라를 이용한 영상확대 시스템은 일정 영역의 감지를 위한 고정형 카메라와 감지된 영역 중 특정지점을 확대하기 위한 회전형 카메라로 구성되어 있으며, 고정형 카메라에서 확대 촬영이 필요할 경우, 회전형 카메라를 제어하여 고정형 카메라를 통하여 입력된 영상 중 원하는 영역만을 확대하여 촬영하는 순서로 동작하게 된다. 위와 같은 시스템의 성능은 영상을 정확하게 감지하는 것이 가장 중요하지만 확대가 필요한 영역에 대해서는 정확한 위치로 카메라가 이동하여 지정된 영역을 정확하게 확대 정렬하는 것 또한 중요하다. 따라서 회전형 카메라를 고정형 카메라의 특정 좌표로 정확하게 제어하기 위해서는 고정형 카메라와 회전형 카메라의 보정(calibration)이 필요하다.

기존에는 고정형 카메라를 통하여 취득한 영상 내의 임의의 지정된 위치로 회전형 카메라를 확대 정렬시키기 위해 하드웨어 컨트롤러 또는 소프트웨어 컨트롤러를 사용했다. 이때, 회전형 카메라의 파라미터(parameter)는 팬/틸트/줌/포커스로 구성되며, 종래의 하드웨어 및 소프트웨어 컨트롤러는 모두 팬/틸트/줌/포커스를 수동 조작하여 회전형 카메라의 중앙을 고정형 카메라를 통하여 취득한 영상의 지정된 위치로 옮기는 과정을 수행함으로써 확대 정렬했다. 그러나 위의 방법은 팬/틸트/줌/포커스의 정렬 시 속도와 시간의 조절이 힘들어 정렬을 시키는 과정에 있어서 다소 많은 시간이 소요되며, 정확도 또한 현저하게 감소되는 단점이 있다.

따라서 이러한 단점을 극복하고자 위의 조작과정을 자동화해 회전형 카메라의 프리셋 기능을 이용하여 근사적 위치로 이동시키는 방법을 채택한 기술이 제시됐으나, 이 기술은 회전형 카메라가 제공하는 프리셋의 수가 200내지 300개에 불과하여 지정하고자 하는 점의 개수가 이보다 현저히 클 경우 보정에 많은 어려움이 있어 비효율적인 문제가 발생했다. 또한, 확대하고자 하는 대상이 다수 개일 경우, 사용자가 확대하고자 하는 대상의 개수만큼 회전형 카메라를 수동으로 제어하여 확대 촬영해야 하는 번거로움이 따른다.

회전형 카메라를 이용한 불법주차 단속 시스템의 구성 및 특징

회전형 카메라를 이용한 불법주정차 단속 시스템은 회전형 카메라를 이용한 영상확대 시스템으로 특정영역을 촬영하고, 촬영된 영상의 지정된 위치를 확대하기 위한 회전형 카메라, 회전형 카메라로부터 획득된 영상을 저장하기 위한 영상저장부, 영상저장부로부터 팬/틸트/줌/포커스 룩업 테이블을 생성하여 저장하는 룩업 테이블 형성부, 지정된 위치에 대한 회전형 카메라의 촬영 정보를 저장하는 정보저장부 및 정보저장부에 저장된 정보를 이용하여 지정된 위치에 회전형 카메라를 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 따라서 회전형 카메라를 이용한 영역 확대 시스템은 확대 촬영을 위한 회전형 카메라의 정렬 시간을 단축하고, 정확도를 향상시킬 수 있으며, 지정된 단속시간 간격에 따라 자동으로 제어하고 확대 촬영함으로써 더욱 효율적으로 작동할 수 있다.

회전형 카메라를 이용한 불법주정차 단속 시스템은 회전형 카메라를 통하여 입력된 영상 내부의 위치가 확대 촬영되는 일련의 과정을 자동화하여 확대 촬영을 위한 회전형 카메라의 정렬시간을 단축시킬 수 있으며, 이와 더불어 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이 시스템은 한번에 다수 개의 단속 위치를 설정한 후, 자동으로 회전형 카메라를 정렬하고, 확대 촬영함으로써 단속위치의 자동 재추적 및 자동 단속을 가능하게 하는 이점이 있다. 정보저장부에 저장된 정보를 이용하여 지정된 단속시간 간격에 따라 자동으로 제어하고 확대 촬영함으로써 더욱 효율적인 주차단속 업무를 수행할 수 있다.

결 론

지금까지 3회에 걸쳐 ‘CCTV 감시 시스템의 진화’라는 주제로 3가지의 각기 다른 ‘CCTV 지능형 감시 시스템’들에 대하여 살펴보았다. 현재 우리나라의 CCTV 시스템은 HD급 화질의 메가픽셀 카메라, 지능형 CMS가 탑재된 DVR, 뛰어난 압축·저장·전송 기술 등 그 어느 나라보다 뛰어난 기술력과 경쟁력을 갖고 있다. 하지만 가장 중요하다고 할 수 있는 감시방법의 패러다임은 큰 변화가 없이 발전해 온 것이 사실이다. 서두에도 말했듯이 아무리 좋은 제품으로 시스템을 구성한다 하더라도 그 방법이 잘못되었다면 효율적인 감시 시스템이 될 수 없다.

이 때문에 감시 시스템은 각각의 현장 특성 및 여건에 따라 맞춤형 시스템으로 설계되어야 하며 시스템도 각각의 현장에 맞도록 개선되고 개발되어야 한다. ‘CCTV 감시 시스템’은 앞으로 CCTV 카메라 개수만 많이 늘리는 감시 시스템이 아닌 좀더 지능적이고 효율적인 시스템으로 발전해나가야 할 것이며, 획기적이고 창의적인 지능형 감시 시스템으로 구성되어야 할 것이다.

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