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호랑이는 죽어서 가죽을 남기고 자동차는 위법하면 차번을 남긴다
민식이법 시행으로 시장 확대 기대감 커져
[보안뉴스 엄호식 기자] 우리나라 최초의 자동차 번호판은 1904년 처음 등장했다. 당시 ‘오리이 자동차 상회’라는 승합자동차 회사가 전국 9개 노선을 허가받아 처음 영업을 시작하면서 자동차 번호판을 사용하기 시작했다.
검은색 철판에 흰 글씨로 제작된 번호판은 차의 앞부분에만 부착했다. 번호판 오른쪽에는 한자로 등록한 도시 이름을 위에서 아래로 내려쓰고, 왼쪽에는 경찰에서 부여한 2자리 아라비아숫자를 기재했다. 이후 몇 번의 개정을 거친 번호판은 2019년 9월 큰 변화를 맞이했다. 차량의 증가로 신규 발급 번호가 모두 소진되면서 3자리 숫자와 한글, 그리고 4자리 숫자로 이루어진 번호판이 도입된 것이다. 그리고 올해 7월부터는 야간 식별과 위·변조 방지를 위한 반사필름식 번호판이 적용된다. 왼쪽에 청색 태극 문양과 대한민국 축약 영문인 ‘KOR’이 디자인됐으며 빛이나 보는 각도에 따라 문양이 달라지는 태극 문양 홀로그램이 추가됐다.
번호판의 변화에 따라 영상보안업계도 발 빠른 대응에 나섰다. AI와 딥러닝 도입에 따라 영상보안 시장의 고도화와 기술 개선에 힘을 보탰다. 눈썹이 휘날리도록 아무리 빨리 달려도 그리고 어두운 밤이나 쏟아지는 폭우 등 열악한 환경에서도 차량번호는 남아 반드시 처벌받는 시대가 됐다.
주로 과속·위반 단속용으로 사용되던 차량번호인식 카메라가 근래에는 주차장 과금을 포함한 지능형 주차 관제용으로 용도를 확장하고 있다. 업계는 사회 발전에 동반한 안전과 보안에 대한 수요 충족을 위해 과속감시, 주정차 위반, 버스전용차로 감시, 도로 방범, 주차관리 등의 앱이 세계적 수준으로 갖춰져 이를 위한 차번 인식 기능을 탑재한 CCTV 확대를 체감하고 있다. 그리고 도로교통법(민식이법)의 개정과 시행으로 어린이 보호구역에서의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 전망된다.
행정안전부의 ‘2019 행정안전통계연보’에 따르면 2018년 기준 중앙행정기관과 지방자치단체 및 그 소속기관이 개인정보보호법 제25조에 의해 범죄예방, 시설 안전, 교통단속, 교통수집정보 등을 위해 공개된 장소에 설치한 103만 2,879대의 CCTV 중 3만 345대는 교통단속용으로 2만 2,547대는 교통정보수집과 분석 및 제공에 사용되는 것으로 나타났다.
업계 관계자는 국내 차량번호인식 카메라 주요 시장을 크게 3가지로 구분해 볼 수 있다고 전한다. 첫 번째는 고속도로와 국도 등 주요 간선도로에 차량의 과속을 단속하는 과속단속용 전용 카메라 시장이다. 이 시장은 전통적으로 무인교통과 단속, 주정차 솔루션의 전문 업체에서 고가의 외국산 글로벌셔터 카메라와 루프·데이터 기술 등을 결합해 서비스를 제공하는 것으로 알려져 있다.
두 번째는 2019년 12월 국회에서 통과돼 올해 3월부터 모든 어린이보호구역 내 신호등과 과속 단속카메라 설치가 의무화된 민식이법의 시행으로 인한 교통안전시장이다. 민식이법 시행으로 국내 주요 솔루션 업체와 카메라 제조사 역시 다양한 차량번호인식 카메라를 출시하고 있다.
마지막 시장은 방범 시장이다. 현재 전국 모든 지자체에서는 다양한 타입의 방범용 카메라를 설치·이용하고 있다. 그중 일부 지자체는 마을·도시 방범용 카메라를 예산과 인력 등의 이유로 방범용 감시와 차량번호인식까지 1대의 카메라로 가능한 제품을 필요로 한다. 과거 카메라 성능과 기술적 한계로 불가능했던 이 부분까지도 최근에는 CMOS 센서 및 렌즈, ISP, SOC 등의 성능 향상과 국내 카메라 기술력의 향상으로 방범과 차량번호인식(ANPR : Automatic Number Plate Recognition)을 동시에 사용할 수 있는 카메라가 국내 중소 제조사에 의해 출시되고 있다.
차번인식 카메라의 국내 기술 현주소
국내 차번인식 카메라는 과거 고비용의 자체 개발 머신비젼용 지능형 모듈이 탑재된 제품이 대다수였으나, 최근에는 AI 기반의 딥러닝 저가용 번호인식엔진의 개발과 활성화로 번호인식 카메라의 번호판 인식률은 높아지고 가격측면으로도 경쟁력 있는 제품이 시장을 선도하고 있다.
업계는 하드웨어적인 기술은 세계적인 수준이지만 딥러닝 기반의 차량번호 인식 알고리즘은 상대적으로 취약하다고 보는 한편, 차량번호인식 알고리즘을 카메라에 내장하는 추세에도 조금은 뒤처져 있다고 보기도 한다. 또, 차량 출입구 등에 설치되는 저속용 단차선 인식 카메라는 100%에 가까운 인식률을 보이지만 고속도로 등에 과속 단속용으로 설치되는 다차선 인식 카메라는 기술이 조금 더 고도화돼야 한다는 의견도 있다.
이와 반대로 국내는 번호 인식과 방범 겸용의 특이한 요구사항이 있어 번호인식뿐만 아니라 방범용으로 사용하기 위한 카메라의 성능은 이미 해외 전문회사를 능가하고 있으며, 딥러닝 기반의 인공지능 번호 인식 솔루션이 상용화되면서 순수 번호 인식 카메라 기술 능력 또한 선진국을 따라잡았다고 판단하기도 한다.
국내&해외 카메라 탑재 기술, 무엇이 다를까?
업계 관계자는 “차량 번호판의 인식은 차량 촬영 → 번호판 추출 → 전처리 → 번호판 인식 → 차량 번호 출력 등의 순서로 진행되며 각각의 단계에서는 다양한 세분된 순서가 진행된다. 해외에서도 마찬가지이지만 차량 번호판의 반사 특성을 고려해 IR LED와 연동된 카메라 시스템으로 구성해야 한다”고 전했다.
이에 더해 우리나라나 일본 등은 비 반사식 번호판을 사용하는 반면, 미국이나 유럽, 중동에서는 반사식 번호판을 사용해 야간 촬영을 위한 최적의 IR Wavelength를 적용해야 한다고 덧붙였다. 국내에서는 운전지 시야 방해를 줄이려는 방법으로 IR을 사용하는 특성이 있어 대부분 740nm 정도의 파장 조명을 많이 사용하지만, 일부 국가에서 차량 색상 정보나 차량 내부 운전자 안전벨트, 운전 중 통화 심지어 얼굴인식까지 적용을 위해 화이트 조명이나 눈이 부시지 않는 웜(Warm) 라이트 조명을 사용한다는 것이다.
다른 차이로는 국내에서는 이미 오래전부터 알고리즘이 개발됐고, 고도화된 알고리즘을 프로그램에 탑재해 운용해 왔다. 이러한 과정으로 국내에는 머신비전 카메라와 인식 알고리즘을 탑재한 프로 그램을 연동하는 형태가 많지만, 해외에서는 인식 알고리즘이 탑재된 카메라 일체형 제품을 많이 사용하고 프로그램을 통해 데이터를 응용만 하는 시스템이 늘어나고 있다.
국내에서 많이 사용하는 인식 알고리즘을 탑재한 머신비전 카메라는 카메라 수량이 늘어날수록 알고리즘 서버의 부담과 라이선스 비용이 늘어나고 서버 이상 발생 시 전반적인 시스템이 무너져 불안정하다. 반면 카메라 알고리즘 일체형으로 구성한 시스템은 카메라 수량이 늘어나도 똑같은 퍼포먼스를 제공하고 라이선스 비용 부담이 없어 데이터 센터에서 데이터 처리만 수행할 수 있다는 장점이 있다는 것이다.
차번인식 카메라 시장 규모와 기술 적용
카메라의 기능은 다양한 기술의 융합으로 발전되고 있다. 차량번호인식 카메라도 고속 단속은 글로벌셔터 방식으로 중·저속 단속 등은 롤링셔터 방식으로도 차번인식이 가능할 정도로 기술이 발전하고 있다. 롤링셔터 방식의 카메라는 가격의 경쟁력과 다양한 사양으로 발전하고 있고, 최근에는 AI 기술까지 탑재되면서 그 기능의 한계를 넘고 있다. 이제는 단순히 차량 번호만 인식 하는 것이 아니라 차량의 색상, 차종, 속도, 운전자 상태 정보까지 분석해 더욱 다양한 솔루션을 제공할 수 있도록 개발되고 있다.
업계에서는 단일 카메라로 3, 4차로 이상의 다차로 상의 속도 250㎞ 차량번호를 10% 오차로 검지할 수 있는 기술과 교통과 방범, 주차 분야에 적용 가능한 임베디드용 고속 LPR 엔진, 야간 환경에서 헤드라이트에 영향을 받지 않고 번호판을 찍을 수 있는 광학 필터 기술 적용, 20m 거리에서 안개나 스모그의 영향을 받지 않고 번호판을 찍을 수 있는 기술 등이 접목·탑재될 것으로 예측했다.
또, 듀얼센서와 눈부심이 적은 웜 라이트가 탑재돼 야간에도 차량번호를 포함한 다양한 정보를 풀컬러 영상으로 받아 폭넓게 사용될 것이며, 카메라와 레이더가 합쳐진 일체형 카메라로 200m 밖의 128개 객체에 대한 트리거 및 번호인식과 속도, 교통 법규 위반, 사고 등 이벤트 감지와 야간이나 악천후 등 열악한 환경에서도 정확한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 기대한다고 밝히기도 했다.
국내 시장 규모에 대해서는 고속도로 차량번호 인식 시장은 이미 포화 상태에 이르렀지만, 이면도로나 마을 방범에 설치되는 차량 번호 인식용 카메라뿐 아니라 기존에 설치된 롤링셔터 방식의 일반 도시 방범용 카메라까지 차량번호 인식 카메라로 전환될 수밖에 없어 2020년 800억원 정도의 시장을 형성하며 매년 20% 이상 성장할 것으로 기대한다고 전했다. 또, 보안 분야만으로는 500억원 규모로 예측하지만, 주차관제와 SI까지 적용할 경우 2,000억원 이상의 규모가 되리라 예측하기도 했다.
[국내 주요 플레이어와 대표 제품]
마이크로디지털_MDC-LG30VA1-A36
마이크로디지털은 과속감시와 도로 방범을 주로 하는 2MP 4종과 다차로 감시를 위한 3MP 3종을 보유하고 있다. 자체 보유 영상처리 기술을 활용해 선명한 차량번호판 식별이 가능하며 핵심 부품 인 카메라 모듈과 적외선 투광기, 컨트롤 보드를 직접 개발해 가격경쟁력도 확보했다.
MDC-LG30VA1-A36은 글로벌셔터 시스템 채용으로 이미지 왜곡 없이 고속차량 촬영이 가능하다. 시속 250㎞/h의 차량도 촬영이 가능하며 펄스폭 변조 방식 채용으로 저전력 소비 및 야간에 훨씬 밝은 이미지를 제공한다.
세연테크_FW9305-GSM
2M, 3M, 5M까지 출시한 세연테크는 IP 카메라를 기반으로 스트리밍 영상을 ONVIF로 관제센터에 제공하면서 번호 인식을 위한 스트리밍 영상을 제공한다. 오랜 경험의 자체 R&D 기반과 TTA 인증 경험을 토대로 ONVIF 기반의 NVR 및 VMS와의 완벽한 호환성 및 보안성, 방범 겸용으로 사용하기에 적합한 주야간 최적의 화질을 제공한다.
FW9305-GSM은 방범 겸용 번호 인식용 카메라다. 3M 출력으로 2개 이상 차선의 차번을 동시에 식별할 수 있으며, 웹을 통해 원격으로 본체와 외장 IR 투광기를 각각의 밝기 및 ON/OFF 제어, 주야 간 전환 CDS 감도 조절 등이 가능하다.
원우이엔지_MIR-HG25-A
원우이엔지는 IR LED를 PWM 방식으로 거리에 따라 적외선 도달거리를 제어해 최적의 광량으로 사용이 가능한 MR Series 제품을 보유하고 있다. 이외에도 글로벌 셔터 센서를 사용하는 박스 카 메라 형태로 구성된 MB-HG15, MB-HG25 제품이 있다. 원우이엔지는 카메라 개발을 위한 핵심 기술인 광학계 및 ISP 기술을 자체적으로 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 개발된 AF Zoom 카 메라와 박스 카메라는 타사 IR LED와 동기를 쉽게 맞출 수 있도록 설계됐다.
글로벌 셔터 IR 카메라 MIR-HG25-A는 IP 기반 차량번호 인식용 제품으로, 1/1.8" 소니 글로벌셔터 CMOS를 사용해 빠르게 움직이는 물체를 촬상할 때 발생하는 왜곡, 미세떨림, 노이즈 등이 없는 최상의 영상을 얻을 수 있다.
트루엔_TN-P8844N16R
트루엔은 IR 하우징 타입의 TIH 시리즈 5종과 가성비 최고의 뷸렛형 3종, 하이엔드 PTZ 10종 등 다양한 차량번호인식 카메라를 보유하고 있다. 트루엔만의 독자적인 노하우로 카메라 자체에 차량번호 인식 알고리즘을 개발해 탑재했으며, 글로벌셔터 제품에 비해 가격 경쟁력을 확보하고 있다.
TN-P8844N16R은 어라운드뷰 기능(회전형 1대 + 고정형 4대 결합)이 탑재돼 사각지대 없는 360도 전방위 고화질 감시가 가능하다. 최대 광학 44배줌 기능을 적용해 방범·교통·재난·국방뿐만 아니라 회전형 카메라에 자체적으로 차량번호인식 알고리즘을 탑재해 방범과 차량번호인식이 동시에 가능하다.
하이앤텍_HNH-NC300
하이앤텍은 2016년부터 차량의 번호식별·번호추출·번호인식 등 차량번호 관련 특허 및 기술을 보유한 회사다. IP 차번인식 카메라인 HNHG 336과 HNH 300, HNH 200, HNH 100을 비롯해 HNH-NC300, HNH-NC 200, HNH-NC 100 등 차번추출 카메라 등 다양한 라인업을 보유하고 있다. 자체 개발한 적외선 투광기 기술을 번호식별 카메라에 적용해 야간 번호식별 카메라 부문에서 좋은 평가를 받아 왔다. 특히, 주야간에도 높은 차량번호 인식률을 자랑하며 깨끗한 영상을 제공한다는 것이 가장 큰 경쟁력으로 꼽힌다.
HNH-NC300은 2MP 12배(7~84㎜) AF 전동줌 IR 하우징 번호추출 네트워크 카메라다. 1/1.9인치 CMOS 센서를 사용했으며 2차선 차량속도 80㎞까지 추출할 수 있다. 차량번호 식별거리는 20M, 일반야간감시 거리는 200M이다.
하이크비전_DS-TCP440-DBH
하이크비전의 교통 관련 카메라는 모두 자동 번호판 인식 알고리즘이 탑재됐으며 별도 라이센스 비용이 없다. 딥러닝 기반으로 번호 인식 외에도 차량 색상, 브랜드, 차종 등 다양한 차량 정보의 인식이 가능하며 일부 국가에서는 운전 중 전화사용, 안전벨트 여부 검지가 가능한 시스템을 구축해 사용하고 있다.
DS-TCP440-DBH는 자동번호판 인식 알고리즘을 탑재했다. 듀얼렌즈로 최대 8개 주차면을 커버할 수 있으며 주차위치 지시등 일체형이다. 딥러닝 기반으로 차량번호판 가림 시 또는 측면 주차 시 정확한 주차 위치 상태를 판독할 수 있다. 어두운 환경에서도 밝은 영상을 제 공하며, 역광 보정 기능으로 번호인식하기에 최적의 영상을 제공한다.
[지능형 차량번호인식 카메라 분야 선두기업 ‘하이앤텍’]
하이앤텍은 2016년부터 차량의 번호식별·번호추출·번호인식 등의 차량번호 인식 카메라관련 특허 및 기술을 보유한 회사다. 국토부가 진행한 터널 안을 지나는 차량의 번호 인식을 위한 번호인식카메라를 납품했으며, 금산군 등 각 지역 지자체에서 방범운영 중인 차량번호식별 카메라를 납품·현장 운영 중에 있다. 차량번호인식 카메라는 환경적인 제약을 많이 받는다. 하이앤텍은 다수의 시행착오를 통해 차량번호 식별 시 문제 되었던 부분을 해결해 어떠한 악조건에서도 번호식별 및 인식이 가능하도록 했다. 특히, 차량번호 식별 시 주로 문제되는 해질 무렵이나 동틀 무렵, 번호식별률이 낮아지는 야간의 문제 해결을 위해 일반 보안카메라와는 다른 설정과 기능을 탑재했다.
첫 번째는 고속셔터기능 탑재로 빨리 움직이는 차량도 끌림 없이 촬영해 차량의 번호판까지 선명하게 식별할 수 있다. 기본값은 셔터속도 1/1,000 기준이며, 현장 상황에 맞춰 1/10,000까지 셔터스피드를 세팅할 수 있다.
두 번째는 고성능 적외선 LED로 야간 영상 화질을 개선했다. 차량번호인식 카메라의 핵심은 야 간 조도확보라고도 할 수 있다. 하지만 고속 차량의 번호 식별을 위해서 고속 셔터스피드를 쓰면 카메라의 감도는 약해질 수밖에 없다. 쉽게 설명하자면 기본 값이 1/30인 일반 방범카메라 대비 차량 번호인식 카메라의 1/1,000 고속 셔터 스피드 설정에 약 30배 이상 어두워진다고 생각하면 된다. 하이앤텍은 직접 국내에서 개발 및 패킹한 적외선 LED를 적용해 타사 제품 대비 야간 차량 번호 식별 경쟁력을 높였다.
세 번째는 차량의 헤드라이트로 생기는 블루밍 현상의 해결이다. 일반 카메라는 야간에 헤드라이트의 광원에 의해 번호식별이 제대로 안 되는 경우가 많다. 이때 현장에서는 카메라의 위치를 조정하거나 세팅 값을 변경해 해결해 보려고 하지만, 가장 쉬운 방법은 헤드라이트보다 밝은 적외선을 헤드라이트 영역에 조사해 상쇄시키는 것이다. 하이앤텍 적외선은 번호식별카메라 전용으로 개발된 LED로 직진성, 단위면적당 광출력 그리고 적외선 파장 변경을 통해 차량의 헤드라이트 빛을 상쇄시키는데 최적화됐다.
AI 기반 딥러닝 알고리즘의 번호인식 카메라
그동안 대부분의 번호인식 카메라는 영상 분석 알고리즘을 이용해 서버에서 소프트웨어 엔진을 이용, 차량번호판 데이터를 추출했다. 하지만 최근에는 딥러닝 알고리즘을 이용한 차량번호판 데이터 추출이 주류를 이루고 있으며 많은 데이터 확보 시 어떤 영상분석 알고리즘보다 우수한 인식률을 구현한다.
하이앤텍은 2016년부터 개발한 딥러닝 기반의 차량번호판 추출 엔진을 소팅 카메라 자체에 탑재해 영상과 함께 차량번호가 추출된 이미지와 텍스트문서를 VMS 또는 NVR에 메타데이터로 전송해준다. 이를 통해 기존 차량번호인식 카메라에 쓰였던 번호추출 소프트웨어와 서버가 따로 필요치 않아 경제적인 구성이 가능하다. 하이앤텍은 지속적인 데이터베이스 확보를 통해 인식률을 업그레이드할 계획이다.
지속적으로 발전하는 번호인식 카메라 시장
현재 번호인식 카메라의 경우 도로방범, 고속도로, 아파트 및 건물 출입구 등에 고정형 카메라로 많이 쓰이고 있으나, 일부 지자체 및 공공기업에서는 고배율의 PTZ 제품에 차번추출 기능을 적용해 낮에는 불법주정차 감시용으로, 밤에는 일반 방범용으로 사용하고 싶다는 문의가 늘고 있다. 이에 따라 하이앤텍에서는 번호 인식이 가능한 PTZ를 개발, 올 하반기에 론칭을 앞두고 있다. 그리고 클라우드 기반의 웹상으로만 관리되는 번호인식 카메라를 개발, 클라우드 서비스 또한 진행 예정이다.
딥러닝 알고리즘의 업데이트를 통해 차종, 차량 색상 등의 정보를 카메라에서 직접 VMS 또는 NVR에 메타데이터로 전송해 스마트시티, 스마트하이웨이, 스마트 스토어, 스마트 주차관제 등에 적용 가능한 제품도 개발 예정이다
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]
민식이법 시행으로 시장 확대 기대감 커져
[보안뉴스 엄호식 기자] 우리나라 최초의 자동차 번호판은 1904년 처음 등장했다. 당시 ‘오리이 자동차 상회’라는 승합자동차 회사가 전국 9개 노선을 허가받아 처음 영업을 시작하면서 자동차 번호판을 사용하기 시작했다.
[이미지=iclickart]
검은색 철판에 흰 글씨로 제작된 번호판은 차의 앞부분에만 부착했다. 번호판 오른쪽에는 한자로 등록한 도시 이름을 위에서 아래로 내려쓰고, 왼쪽에는 경찰에서 부여한 2자리 아라비아숫자를 기재했다. 이후 몇 번의 개정을 거친 번호판은 2019년 9월 큰 변화를 맞이했다. 차량의 증가로 신규 발급 번호가 모두 소진되면서 3자리 숫자와 한글, 그리고 4자리 숫자로 이루어진 번호판이 도입된 것이다. 그리고 올해 7월부터는 야간 식별과 위·변조 방지를 위한 반사필름식 번호판이 적용된다. 왼쪽에 청색 태극 문양과 대한민국 축약 영문인 ‘KOR’이 디자인됐으며 빛이나 보는 각도에 따라 문양이 달라지는 태극 문양 홀로그램이 추가됐다.
번호판의 변화에 따라 영상보안업계도 발 빠른 대응에 나섰다. AI와 딥러닝 도입에 따라 영상보안 시장의 고도화와 기술 개선에 힘을 보탰다. 눈썹이 휘날리도록 아무리 빨리 달려도 그리고 어두운 밤이나 쏟아지는 폭우 등 열악한 환경에서도 차량번호는 남아 반드시 처벌받는 시대가 됐다.
주로 과속·위반 단속용으로 사용되던 차량번호인식 카메라가 근래에는 주차장 과금을 포함한 지능형 주차 관제용으로 용도를 확장하고 있다. 업계는 사회 발전에 동반한 안전과 보안에 대한 수요 충족을 위해 과속감시, 주정차 위반, 버스전용차로 감시, 도로 방범, 주차관리 등의 앱이 세계적 수준으로 갖춰져 이를 위한 차번 인식 기능을 탑재한 CCTV 확대를 체감하고 있다. 그리고 도로교통법(민식이법)의 개정과 시행으로 어린이 보호구역에서의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 전망된다.
▲공공기관 CCTV 구축 및 이용 현황[자료=행정안전부]
행정안전부의 ‘2019 행정안전통계연보’에 따르면 2018년 기준 중앙행정기관과 지방자치단체 및 그 소속기관이 개인정보보호법 제25조에 의해 범죄예방, 시설 안전, 교통단속, 교통수집정보 등을 위해 공개된 장소에 설치한 103만 2,879대의 CCTV 중 3만 345대는 교통단속용으로 2만 2,547대는 교통정보수집과 분석 및 제공에 사용되는 것으로 나타났다.
업계 관계자는 국내 차량번호인식 카메라 주요 시장을 크게 3가지로 구분해 볼 수 있다고 전한다. 첫 번째는 고속도로와 국도 등 주요 간선도로에 차량의 과속을 단속하는 과속단속용 전용 카메라 시장이다. 이 시장은 전통적으로 무인교통과 단속, 주정차 솔루션의 전문 업체에서 고가의 외국산 글로벌셔터 카메라와 루프·데이터 기술 등을 결합해 서비스를 제공하는 것으로 알려져 있다.
두 번째는 2019년 12월 국회에서 통과돼 올해 3월부터 모든 어린이보호구역 내 신호등과 과속 단속카메라 설치가 의무화된 민식이법의 시행으로 인한 교통안전시장이다. 민식이법 시행으로 국내 주요 솔루션 업체와 카메라 제조사 역시 다양한 차량번호인식 카메라를 출시하고 있다.
마지막 시장은 방범 시장이다. 현재 전국 모든 지자체에서는 다양한 타입의 방범용 카메라를 설치·이용하고 있다. 그중 일부 지자체는 마을·도시 방범용 카메라를 예산과 인력 등의 이유로 방범용 감시와 차량번호인식까지 1대의 카메라로 가능한 제품을 필요로 한다. 과거 카메라 성능과 기술적 한계로 불가능했던 이 부분까지도 최근에는 CMOS 센서 및 렌즈, ISP, SOC 등의 성능 향상과 국내 카메라 기술력의 향상으로 방범과 차량번호인식(ANPR : Automatic Number Plate Recognition)을 동시에 사용할 수 있는 카메라가 국내 중소 제조사에 의해 출시되고 있다.
차번인식 카메라의 국내 기술 현주소
국내 차번인식 카메라는 과거 고비용의 자체 개발 머신비젼용 지능형 모듈이 탑재된 제품이 대다수였으나, 최근에는 AI 기반의 딥러닝 저가용 번호인식엔진의 개발과 활성화로 번호인식 카메라의 번호판 인식률은 높아지고 가격측면으로도 경쟁력 있는 제품이 시장을 선도하고 있다.
업계는 하드웨어적인 기술은 세계적인 수준이지만 딥러닝 기반의 차량번호 인식 알고리즘은 상대적으로 취약하다고 보는 한편, 차량번호인식 알고리즘을 카메라에 내장하는 추세에도 조금은 뒤처져 있다고 보기도 한다. 또, 차량 출입구 등에 설치되는 저속용 단차선 인식 카메라는 100%에 가까운 인식률을 보이지만 고속도로 등에 과속 단속용으로 설치되는 다차선 인식 카메라는 기술이 조금 더 고도화돼야 한다는 의견도 있다.
이와 반대로 국내는 번호 인식과 방범 겸용의 특이한 요구사항이 있어 번호인식뿐만 아니라 방범용으로 사용하기 위한 카메라의 성능은 이미 해외 전문회사를 능가하고 있으며, 딥러닝 기반의 인공지능 번호 인식 솔루션이 상용화되면서 순수 번호 인식 카메라 기술 능력 또한 선진국을 따라잡았다고 판단하기도 한다.
국내&해외 카메라 탑재 기술, 무엇이 다를까?
업계 관계자는 “차량 번호판의 인식은 차량 촬영 → 번호판 추출 → 전처리 → 번호판 인식 → 차량 번호 출력 등의 순서로 진행되며 각각의 단계에서는 다양한 세분된 순서가 진행된다. 해외에서도 마찬가지이지만 차량 번호판의 반사 특성을 고려해 IR LED와 연동된 카메라 시스템으로 구성해야 한다”고 전했다.
이에 더해 우리나라나 일본 등은 비 반사식 번호판을 사용하는 반면, 미국이나 유럽, 중동에서는 반사식 번호판을 사용해 야간 촬영을 위한 최적의 IR Wavelength를 적용해야 한다고 덧붙였다. 국내에서는 운전지 시야 방해를 줄이려는 방법으로 IR을 사용하는 특성이 있어 대부분 740nm 정도의 파장 조명을 많이 사용하지만, 일부 국가에서 차량 색상 정보나 차량 내부 운전자 안전벨트, 운전 중 통화 심지어 얼굴인식까지 적용을 위해 화이트 조명이나 눈이 부시지 않는 웜(Warm) 라이트 조명을 사용한다는 것이다.
다른 차이로는 국내에서는 이미 오래전부터 알고리즘이 개발됐고, 고도화된 알고리즘을 프로그램에 탑재해 운용해 왔다. 이러한 과정으로 국내에는 머신비전 카메라와 인식 알고리즘을 탑재한 프로 그램을 연동하는 형태가 많지만, 해외에서는 인식 알고리즘이 탑재된 카메라 일체형 제품을 많이 사용하고 프로그램을 통해 데이터를 응용만 하는 시스템이 늘어나고 있다.
국내에서 많이 사용하는 인식 알고리즘을 탑재한 머신비전 카메라는 카메라 수량이 늘어날수록 알고리즘 서버의 부담과 라이선스 비용이 늘어나고 서버 이상 발생 시 전반적인 시스템이 무너져 불안정하다. 반면 카메라 알고리즘 일체형으로 구성한 시스템은 카메라 수량이 늘어나도 똑같은 퍼포먼스를 제공하고 라이선스 비용 부담이 없어 데이터 센터에서 데이터 처리만 수행할 수 있다는 장점이 있다는 것이다.
차번인식 카메라 시장 규모와 기술 적용
카메라의 기능은 다양한 기술의 융합으로 발전되고 있다. 차량번호인식 카메라도 고속 단속은 글로벌셔터 방식으로 중·저속 단속 등은 롤링셔터 방식으로도 차번인식이 가능할 정도로 기술이 발전하고 있다. 롤링셔터 방식의 카메라는 가격의 경쟁력과 다양한 사양으로 발전하고 있고, 최근에는 AI 기술까지 탑재되면서 그 기능의 한계를 넘고 있다. 이제는 단순히 차량 번호만 인식 하는 것이 아니라 차량의 색상, 차종, 속도, 운전자 상태 정보까지 분석해 더욱 다양한 솔루션을 제공할 수 있도록 개발되고 있다.
업계에서는 단일 카메라로 3, 4차로 이상의 다차로 상의 속도 250㎞ 차량번호를 10% 오차로 검지할 수 있는 기술과 교통과 방범, 주차 분야에 적용 가능한 임베디드용 고속 LPR 엔진, 야간 환경에서 헤드라이트에 영향을 받지 않고 번호판을 찍을 수 있는 광학 필터 기술 적용, 20m 거리에서 안개나 스모그의 영향을 받지 않고 번호판을 찍을 수 있는 기술 등이 접목·탑재될 것으로 예측했다.
또, 듀얼센서와 눈부심이 적은 웜 라이트가 탑재돼 야간에도 차량번호를 포함한 다양한 정보를 풀컬러 영상으로 받아 폭넓게 사용될 것이며, 카메라와 레이더가 합쳐진 일체형 카메라로 200m 밖의 128개 객체에 대한 트리거 및 번호인식과 속도, 교통 법규 위반, 사고 등 이벤트 감지와 야간이나 악천후 등 열악한 환경에서도 정확한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 기대한다고 밝히기도 했다.
국내 시장 규모에 대해서는 고속도로 차량번호 인식 시장은 이미 포화 상태에 이르렀지만, 이면도로나 마을 방범에 설치되는 차량 번호 인식용 카메라뿐 아니라 기존에 설치된 롤링셔터 방식의 일반 도시 방범용 카메라까지 차량번호 인식 카메라로 전환될 수밖에 없어 2020년 800억원 정도의 시장을 형성하며 매년 20% 이상 성장할 것으로 기대한다고 전했다. 또, 보안 분야만으로는 500억원 규모로 예측하지만, 주차관제와 SI까지 적용할 경우 2,000억원 이상의 규모가 되리라 예측하기도 했다.
▲주요 업체의 차량번호인식카메라 비교[자료 : 각 사 제공, 보안뉴스 정리]
[국내 주요 플레이어와 대표 제품]
마이크로디지털_MDC-LG30VA1-A36
마이크로디지털은 과속감시와 도로 방범을 주로 하는 2MP 4종과 다차로 감시를 위한 3MP 3종을 보유하고 있다. 자체 보유 영상처리 기술을 활용해 선명한 차량번호판 식별이 가능하며 핵심 부품 인 카메라 모듈과 적외선 투광기, 컨트롤 보드를 직접 개발해 가격경쟁력도 확보했다.
MDC-LG30VA1-A36은 글로벌셔터 시스템 채용으로 이미지 왜곡 없이 고속차량 촬영이 가능하다. 시속 250㎞/h의 차량도 촬영이 가능하며 펄스폭 변조 방식 채용으로 저전력 소비 및 야간에 훨씬 밝은 이미지를 제공한다.
세연테크_FW9305-GSM
2M, 3M, 5M까지 출시한 세연테크는 IP 카메라를 기반으로 스트리밍 영상을 ONVIF로 관제센터에 제공하면서 번호 인식을 위한 스트리밍 영상을 제공한다. 오랜 경험의 자체 R&D 기반과 TTA 인증 경험을 토대로 ONVIF 기반의 NVR 및 VMS와의 완벽한 호환성 및 보안성, 방범 겸용으로 사용하기에 적합한 주야간 최적의 화질을 제공한다.
FW9305-GSM은 방범 겸용 번호 인식용 카메라다. 3M 출력으로 2개 이상 차선의 차번을 동시에 식별할 수 있으며, 웹을 통해 원격으로 본체와 외장 IR 투광기를 각각의 밝기 및 ON/OFF 제어, 주야 간 전환 CDS 감도 조절 등이 가능하다.
원우이엔지_MIR-HG25-A
원우이엔지는 IR LED를 PWM 방식으로 거리에 따라 적외선 도달거리를 제어해 최적의 광량으로 사용이 가능한 MR Series 제품을 보유하고 있다. 이외에도 글로벌 셔터 센서를 사용하는 박스 카 메라 형태로 구성된 MB-HG15, MB-HG25 제품이 있다. 원우이엔지는 카메라 개발을 위한 핵심 기술인 광학계 및 ISP 기술을 자체적으로 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 개발된 AF Zoom 카 메라와 박스 카메라는 타사 IR LED와 동기를 쉽게 맞출 수 있도록 설계됐다.
글로벌 셔터 IR 카메라 MIR-HG25-A는 IP 기반 차량번호 인식용 제품으로, 1/1.8" 소니 글로벌셔터 CMOS를 사용해 빠르게 움직이는 물체를 촬상할 때 발생하는 왜곡, 미세떨림, 노이즈 등이 없는 최상의 영상을 얻을 수 있다.
트루엔_TN-P8844N16R
트루엔은 IR 하우징 타입의 TIH 시리즈 5종과 가성비 최고의 뷸렛형 3종, 하이엔드 PTZ 10종 등 다양한 차량번호인식 카메라를 보유하고 있다. 트루엔만의 독자적인 노하우로 카메라 자체에 차량번호 인식 알고리즘을 개발해 탑재했으며, 글로벌셔터 제품에 비해 가격 경쟁력을 확보하고 있다.
TN-P8844N16R은 어라운드뷰 기능(회전형 1대 + 고정형 4대 결합)이 탑재돼 사각지대 없는 360도 전방위 고화질 감시가 가능하다. 최대 광학 44배줌 기능을 적용해 방범·교통·재난·국방뿐만 아니라 회전형 카메라에 자체적으로 차량번호인식 알고리즘을 탑재해 방범과 차량번호인식이 동시에 가능하다.
하이앤텍_HNH-NC300
하이앤텍은 2016년부터 차량의 번호식별·번호추출·번호인식 등 차량번호 관련 특허 및 기술을 보유한 회사다. IP 차번인식 카메라인 HNHG 336과 HNH 300, HNH 200, HNH 100을 비롯해 HNH-NC300, HNH-NC 200, HNH-NC 100 등 차번추출 카메라 등 다양한 라인업을 보유하고 있다. 자체 개발한 적외선 투광기 기술을 번호식별 카메라에 적용해 야간 번호식별 카메라 부문에서 좋은 평가를 받아 왔다. 특히, 주야간에도 높은 차량번호 인식률을 자랑하며 깨끗한 영상을 제공한다는 것이 가장 큰 경쟁력으로 꼽힌다.
HNH-NC300은 2MP 12배(7~84㎜) AF 전동줌 IR 하우징 번호추출 네트워크 카메라다. 1/1.9인치 CMOS 센서를 사용했으며 2차선 차량속도 80㎞까지 추출할 수 있다. 차량번호 식별거리는 20M, 일반야간감시 거리는 200M이다.
하이크비전_DS-TCP440-DBH
하이크비전의 교통 관련 카메라는 모두 자동 번호판 인식 알고리즘이 탑재됐으며 별도 라이센스 비용이 없다. 딥러닝 기반으로 번호 인식 외에도 차량 색상, 브랜드, 차종 등 다양한 차량 정보의 인식이 가능하며 일부 국가에서는 운전 중 전화사용, 안전벨트 여부 검지가 가능한 시스템을 구축해 사용하고 있다.
DS-TCP440-DBH는 자동번호판 인식 알고리즘을 탑재했다. 듀얼렌즈로 최대 8개 주차면을 커버할 수 있으며 주차위치 지시등 일체형이다. 딥러닝 기반으로 차량번호판 가림 시 또는 측면 주차 시 정확한 주차 위치 상태를 판독할 수 있다. 어두운 환경에서도 밝은 영상을 제 공하며, 역광 보정 기능으로 번호인식하기에 최적의 영상을 제공한다.
[지능형 차량번호인식 카메라 분야 선두기업 ‘하이앤텍’]
하이앤텍은 2016년부터 차량의 번호식별·번호추출·번호인식 등의 차량번호 인식 카메라관련 특허 및 기술을 보유한 회사다. 국토부가 진행한 터널 안을 지나는 차량의 번호 인식을 위한 번호인식카메라를 납품했으며, 금산군 등 각 지역 지자체에서 방범운영 중인 차량번호식별 카메라를 납품·현장 운영 중에 있다. 차량번호인식 카메라는 환경적인 제약을 많이 받는다. 하이앤텍은 다수의 시행착오를 통해 차량번호 식별 시 문제 되었던 부분을 해결해 어떠한 악조건에서도 번호식별 및 인식이 가능하도록 했다. 특히, 차량번호 식별 시 주로 문제되는 해질 무렵이나 동틀 무렵, 번호식별률이 낮아지는 야간의 문제 해결을 위해 일반 보안카메라와는 다른 설정과 기능을 탑재했다.
▲HNH 300의 차량번호 식별 및 인식[자료=하이앤텍]
첫 번째는 고속셔터기능 탑재로 빨리 움직이는 차량도 끌림 없이 촬영해 차량의 번호판까지 선명하게 식별할 수 있다. 기본값은 셔터속도 1/1,000 기준이며, 현장 상황에 맞춰 1/10,000까지 셔터스피드를 세팅할 수 있다.
두 번째는 고성능 적외선 LED로 야간 영상 화질을 개선했다. 차량번호인식 카메라의 핵심은 야 간 조도확보라고도 할 수 있다. 하지만 고속 차량의 번호 식별을 위해서 고속 셔터스피드를 쓰면 카메라의 감도는 약해질 수밖에 없다. 쉽게 설명하자면 기본 값이 1/30인 일반 방범카메라 대비 차량 번호인식 카메라의 1/1,000 고속 셔터 스피드 설정에 약 30배 이상 어두워진다고 생각하면 된다. 하이앤텍은 직접 국내에서 개발 및 패킹한 적외선 LED를 적용해 타사 제품 대비 야간 차량 번호 식별 경쟁력을 높였다.
세 번째는 차량의 헤드라이트로 생기는 블루밍 현상의 해결이다. 일반 카메라는 야간에 헤드라이트의 광원에 의해 번호식별이 제대로 안 되는 경우가 많다. 이때 현장에서는 카메라의 위치를 조정하거나 세팅 값을 변경해 해결해 보려고 하지만, 가장 쉬운 방법은 헤드라이트보다 밝은 적외선을 헤드라이트 영역에 조사해 상쇄시키는 것이다. 하이앤텍 적외선은 번호식별카메라 전용으로 개발된 LED로 직진성, 단위면적당 광출력 그리고 적외선 파장 변경을 통해 차량의 헤드라이트 빛을 상쇄시키는데 최적화됐다.
AI 기반 딥러닝 알고리즘의 번호인식 카메라
그동안 대부분의 번호인식 카메라는 영상 분석 알고리즘을 이용해 서버에서 소프트웨어 엔진을 이용, 차량번호판 데이터를 추출했다. 하지만 최근에는 딥러닝 알고리즘을 이용한 차량번호판 데이터 추출이 주류를 이루고 있으며 많은 데이터 확보 시 어떤 영상분석 알고리즘보다 우수한 인식률을 구현한다.
하이앤텍은 2016년부터 개발한 딥러닝 기반의 차량번호판 추출 엔진을 소팅 카메라 자체에 탑재해 영상과 함께 차량번호가 추출된 이미지와 텍스트문서를 VMS 또는 NVR에 메타데이터로 전송해준다. 이를 통해 기존 차량번호인식 카메라에 쓰였던 번호추출 소프트웨어와 서버가 따로 필요치 않아 경제적인 구성이 가능하다. 하이앤텍은 지속적인 데이터베이스 확보를 통해 인식률을 업그레이드할 계획이다.
▲하이앤텍의 두 차선 차량번호인식 카메라[이미지=하이앤텍]
지속적으로 발전하는 번호인식 카메라 시장
현재 번호인식 카메라의 경우 도로방범, 고속도로, 아파트 및 건물 출입구 등에 고정형 카메라로 많이 쓰이고 있으나, 일부 지자체 및 공공기업에서는 고배율의 PTZ 제품에 차번추출 기능을 적용해 낮에는 불법주정차 감시용으로, 밤에는 일반 방범용으로 사용하고 싶다는 문의가 늘고 있다. 이에 따라 하이앤텍에서는 번호 인식이 가능한 PTZ를 개발, 올 하반기에 론칭을 앞두고 있다. 그리고 클라우드 기반의 웹상으로만 관리되는 번호인식 카메라를 개발, 클라우드 서비스 또한 진행 예정이다.
딥러닝 알고리즘의 업데이트를 통해 차종, 차량 색상 등의 정보를 카메라에서 직접 VMS 또는 NVR에 메타데이터로 전송해 스마트시티, 스마트하이웨이, 스마트 스토어, 스마트 주차관제 등에 적용 가능한 제품도 개발 예정이다
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]
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