KR102270858B1 - 객체 추적을 위한 cctv 카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 CCTV 카메라 시스템은 서로 다른 영역을 각각 촬상하는 기준 및 연관 카메라와, 상기 기준 및 연관 카메라의 영상을 저장하는 영상 저장부와, 상기 영상 저장부와 연결되고, 영상 속에 포함된 객체를 검출하고 동적객체의 특징정보를 획득하는 객체정보 획득부와, 획득된 객체의 특징정보로부터, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 촬상된 동적 객체의 연관관계를 계산하는 객체정보 처리부를 포함한다.

Description

객체 추적을 위한 CCTV 카메라 시스템{CCTV Camera System for Tracking Object}

본 발명은 CCTV 카메라 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CCTV 카메라로부터 촬상된 영상으로부터 동적 객체를 검출하고 동적 객체의 이동경로를 획득할 수 있는 객체 추적을 위한 CCTV 카메라 시스템에 관한 것이다.

최근, 방범, 범죄, 화재 등과 같은 다양한 목적으로 CCTV 카메라의 설치가 확대되고 있다. 시설물에 설치되는 CCTV 카메라는 복수 개가 필요한 장소에 설치되고 설치된 각각의 CCTV 카메라는 모두 관리서버와 연결된다.

감시 카메라의 경우, 설치된 카메라가 서로 다른 영역을 촬상하도록 설치되면 관리자가 확인할 수 없는 사각영역이 존재하게 된다. 때문에 하나의 카메라로부터 촬상된 영상에 사라진 객체와, 이웃하는 다른 카메라로부터 촬상된 영상에서 출현한 객체가 동일한 객체인지 판단하는 것은 사각영역으로 인해 어려울 수 있다. 더구나 주간인 경우 색체로 객체의 동일성 여부를 쉽게 판별할 수 있지만, 야간인 경우 객체의 동일여부를 판별하는 것이 더욱 어려울 수 있다.

공개특허공보 제10-2017-0127318호, 객체 추적 시스템 등록특허공보 제10-1880505호, 이동경로 추출이 가능한 지능형 영상 감시시스템 등록특허공보 제10-1048441호, 다중카메라 시스템에서의 객체 추적 방법 및 그 장치 등록특허공보 제10-1795798호, 지능형 영상감시 시스템

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 복수의 카메라로부터 촬상된 각각이 영상에서 동적 객체의 동일성 여부를 판별할 수 있는 CCTV 카메라 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 서로 다른 영역의 영상에서 동적 객체의 움직임으로 동적 객체의 동일성 여부를 판별할 수 있는 CCTV 카메라 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 CCTV 카메라 시스템은, 서로 다른 영역을 각각 촬상하는 기준 및 연관 카메라(100, 200)와, 상기 기준 및 연관 카메라의 영상을 저장하는 영상 저장부(300)와, 상기 영상 저장부와 연결되고, 영상 속에 포함된 객체를 검출하고 동적객체의 특징정보를 획득하는 객체정보 획득부(400)와, 획득된 객체의 특징정보로부터, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 촬상된 동적 객체의 연관관계를 계산하는 객체정보 처리부(500)를 포함한다.

본 발명에 따른 기준 카메라는 현재 객체의 위치를 촬상하는 카메라이고, 연관 카메라는 객체의 예상 이동경로의 영역을 촬상하는 카메라일 수 있다.

본 발명에 따른 객체정보 획득부(400)는, 기준 카메라의 영상에 포함된 고정객체로부터 기준 수직라인을 검출하고, 상기 기준 수직라인으로부터 객체의 중심에서 수직한 객체 수직라인을 획득한 후, 동적 객체의 좌하점 착지시 객체 수직라인과 상고점의 수직라인 사이의 좌측 수평 이격거리와, 우하점 착지시 객체 수직라인과 상고점의 수직라인 사이의 우측 수평 이격거리를 획득 한 다음, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 획득된 객체의 좌측 및 우측 수평 이격거리 정보의 유사도를 기초로, 기준 카메라와 연관 카메라의 영상에 포함된 객체의 동일성을 판별하고, 상기 객체의 중심은 동적 객체의 좌측발에 대응하는 위치좌표인 좌하점, 우측발에 대응하는 위치좌표인 우하점, 머리에 대응하는 위치좌표인 상고점에 대응하는 기하학적 중심일 수 있다.

본 발명에 따르면, 동적 객체의 좌우 착지시점에서 머리의 움직임의 변화에 기초하여 객체의 특징정보를 획득함으로써, 사각영역을 사이에 두고 촬상된 영상에서 동적 객체의 이동과 동일성을 쉽게 판단할 수 있다. 특히 야간이 경우 동적 객체의 움직임을 기초로 동적 객체의 동일성 여부를 쉽게 판별할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV 카메라 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 설치 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라의 촬상 영역을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 좌하점, 우하점, 상고점, 및 기하학적 중심점을 검출하는 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 좌우측 이격거리 정보를 획득하는 것을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 동적 객체의 특징정보를 검출하는 방법을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서 '부', '시스템' 등의 용어는 하드웨어 및 해당 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합을 의미할 수 있다. 예를 들어, 하드웨어는 CPU 또는 다른 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있다. 또한, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행중인 프로세스(process), 실행파일(executable), 프로그램(program) 등을 지칭할 수 있다.

본 발명에 따른 CCTV 카메라 시스템은 촬상된 영상에서 객체를 검출하고 객체의 이동 경로를 확보할 수 있는 카메라 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV 카메라 시스템의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV 카메라 시스템은 서로 다른 영역을 각각 촬상하는 기준 및 연관 카메라(100, 200)와, 상기 기준 및 연관 카메라의 영상을 저장하는 영상 저장부(300)와, 상기 영상 저장부와 연결되고, 영상 속에 포함된 객체를 검출하고 동적객체의 특징정보를 획득하는 객체정보 획득부(400)와, 획득된 객체의 특징정보로부터, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 촬상된 동적 객체의 연관관계를 계산하는 객체정보 처리부(500)를 포함한다.

상기 기준 및 연관 카메라(100, 200)는 사각지대 영역을 사이에 두고 설치되거나 중복 촬상영역을 갖도록 설치될 수 있다. 상기 기준 카메라는 현재 객체의 위치를 촬상하는 카메라일 수 있고, 연관 카메라는 객체의 예상 이동경로의 영역을 촬상하는 카메라일 수 있다.

시설물 내에 서로 소정의 각도를 갖고 연결된 복도가 있을 경우, 각각의 복도를 촬상하는 카메라가 설치될 수 있다. 2개의 복도가 영문자 T자 형상으로 연결되거나, 영문자 L자 형상으로 연결될 수 있을 수 있고, 카메라는 각각의 복도를 촬상하도록 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 설치 상태를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 제1 복도와 제2 복도가 영문자 L자 형상으로 설치되어 있고,, 제1 카메라(CC-1)는 제1 복도(CR1)를 촬상하도록 설치될 수 있으며, 제2 카메라(CC-2)는 제2 복도(CR2)를 촬상하도록 설치되어 있다. 이때, 객체가 제1 복도를 지나고 있고, 제2 복도로 이동한다면, 제1 복도에 설치된 제1 카메라는 기준 카메라로 설정되고, 제2 복도에 설치된 제2 카메라는 연관 카메라로 설정된다. 도면에서 도면부호 RT는 객체의 이동경로를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라의 촬상 영역을 나타낸 것이다.

다른 실시예로서, 카메라의 설치 개수는 객체의 이동 동선에 따라 증가될 수 있다. 예컨대, 제1 촬상영역(CR(1))을 중심으로 하여, 제2 촬상영역(CR(2)), 제3 촬상영역(CR(3)), 제4 촬상영역(CR(4))이 제1 촬상영역의 외측에 있는 경우, 제1 내지 제4 영역에는 각각 제1 내지 제4 카메라가 설치될 수 있다. 이 경우, 제1 촬상영역을 촬상하는 제1 카메라는 기준 카메라로 설정되고, 제2 내지 제4 촬상영역을 촬상하는 제2 내지 제4 카메라는 연관 카메라로 설정될 수 있다.

상기 기준 및 연관 카메라(100,200)는 영상을 촬상하는 촬영부와, 촬상한 영상을 영상 저장부로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다. 상기 촬상된 영상은 무선 또는 유선통신으로 영상 저장부로 전송할 수 있다.

상기 영상 저장부(300)은 기준 카메라(100)와 연관 카메라(200)로부터 촬상된 영상을 저장한다. 상기 영상 저장부는 DVR(Digital Video Recorder), NVR(Network Video Recorder) 중 어느 하나일 수 있다.

상기 객체정보 획득부(400)은 저장된 영상으로부터 동적 객체를 검출하고 동적 객체의 특징정보를 획득한다. 상기 객체는 시설물 내에 출입하는 직원, 방문자 등일 수 있고, 상기 객체의 특징정보는 동적 객체의 좌우 착지에 따른 좌우측 이격거리 정보일 수 있다.

이와 같이 획득된 객체의 특징정보는 객체정보 처리부(500)로 전송된다. 객체정보 처리부는 획득된 객체정보로부터 유사도를 계산한다. 상기 유사도는 동적 객체의 좌우측 이격거리가 소정의 범위 이내인 경우 동일 객체로 판단할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 객체정보 획득부에서 동적 객체의 특징정보를 검출하는 것을 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 동적 객체의 특징정보를 검출하는 방법을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 동적 객체의 검출 방법은, 영상에서 고정 객체의 기준 수직라인을 검출하는 단계(S100)와, 동적 객체의 좌하점, 우하점, 상고점으로부터 기하학적 중심점을 계산하고, 객체 수직라인을 획득하는 단계(S200)와, 좌하점 및 우하점의 착지시점을 기초로, 객체 수직라인과 상고점 사이의 수평 이격거리를 계산하여 좌우측 이격거리 정보를 획득하는 단계(S300)를 포함한다.

1. 영상에서 고정 객체의 기준 수직라인을 검출하는 단계(S100);

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기준 수직라인을 검출하는 것을 나타낸 것이다.

우선, 기준 및 연관 카메라로부터 촬상된 영상에서 수직라인을 갖는 고정 객체를 획득한다. 여기서, 수직 라인은 건물의 출입문의 가장자리 라인이거나, 복도의 모서리 라인일 수 있다. 다른 실시예로서, 실외에 카메라가 설치되는 경우, 수직 라인을 갖는 정적 객체는 가로등, 건물의 수직 모서리 등일 수 있다.

여기서 동적 객체란 시설물에 출입하는 직원, 방문자 등과 같은 사람 객체일 수 있고, 고정 객체란 움직이지 않는 객체 즉, 가로등, 시설물, 나무 등을 말한다.

카메라로부터 촬상된 영상은 카메라의 촬상 각도에 따라 소정의 기울기를 가질 수 있다. 본 발명에서는 카메라가 소정의 각도를 갖고 기울어지게 설치되더라도, 고정 객체의 기준 수직라인(LB)으로부터 영상의 촬상 각도를 추정할 수 있고, 또한 고정 객체의 기준 수직라인으로부터 동적 객체의 수직 자세를 획득할 수 있다. 도 4에서는 기준 수직라인으로서 도어(door)의 좌측 수직라인을 기준 수직라인으로 설정한 것을 보여준다.

2. 동적 객체의 좌하점, 우하점, 상고점으로부터 기하학적 중심점을 계산하고, 객체 수직라인을 획득하는 단계(S200);

도 5는 본 발명에 따른 좌하점, 우하점, 상고점, 및 기하학적 중심점을 검출하는 것을 나타낸 것이다.

이 단계에서는 영상 속에 포함된 동적 객체를 검출하고, 검출된 동적 객체로부터 좌하점(PL), 우하점(PR), 상고점(PH)을 획득한다. 상기 좌하점은 동적 객체의 좌측 발(foot)에 대응하는 위치좌표일 수 있고, 우하점은 동적 객체의 우측 발(foot)에 대응하는 위치좌표일 수 있으며, 상고점은 동적 객체의 머리(head)에 대응하는 위치좌표일 수 있다.

이때, 동적 객체의 머리는 좌우측 발에 비해 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. 때문에 상고점의 설정은 좌하점이나 우하점에 비해 정확한 지점을 획득하는 것은 어렵다. 본 발명에서는 동적 객체의 머리 영역을 모두 포함하는 사각 블록을 설정하고, 설정된 블록의 중앙 수직라인과 중앙 수평라인의 교차점을 상고점으로 설정하는 것을 실시예로 한다.

이후, 좌하점, 우하점, 상고점으로부터 기하학적 중심점(PGC)을 계산하고, 상기 계산된 기하학적 중심점으로부터 객체 수직라인을 획득한다.

실시예로서, 좌하점, 우하점, 상고점, 및 기하학적 중심점의 검출은 영상에서 미리 설정된 위치, 예를 들어, 카메라의 전방으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 검출될 수 있다.

상기 객체 수직라인은 기준 수직라인에 기초하여 획득된다. 실시예로서, 객체 수직라인(LN(O))은 기하학적 중심점에서 기준 수직라인과 평행한 수직라인이 설정된다.

3. 좌하점 및 우하점의 착지시점을 기초로, 객체 수직라인과 상고점의 수직라인 사이의 수평 이격거리를 계산하여 좌우측 이격거리 정보를 획득하는 단계(S300);

도 6은 본 발명에 따른 좌우측 이격거리 정보를 획득하는 것을 나타낸 것이다.

동적 객체의 좌우측 이격거리 정보는 좌하점과 우하점의 착지시점을 기초로 획득된다. 동적 객체는 좌측발을 착지할 때 상고점은 좌측으로 이동하게 되고, 우측발을 착지할 때 상고점은 우측으로 이동하게 된다.

본 발명에 따른 좌측 이격거리 정보는 좌하점 착지시점에서, 객체 수직라인(LN(O))과 상고점의 수직라인(LN(H)) 사이의 수평 이격거리(DL)일 수 있고, 우측 이격거리 정보는 우하점 착지시점에서, 객체 수직라인(LN(O))과 상고점의 수직라인(LN(H))의 수평 이격거리(DR)일 수 있다.

이와 같이 획득된 좌우측 이격거리 정보는 객체정보 처리부로 출력되고, 객체정보 처리부는 기준 카메라와 연관 카메라로부터 각각 획득된 객체의 좌우측 이격거리 정보를 기초로 동일성 여부를 판별한다.

사각영역을 사이에 두고 설치된 카메라로부터 촬상된 영상에서 동적 객체의 동일성을 판별하는 것은 어렵다. 주간인 경우, 동적 객체가 갖는 색체 정보로 객체의 동일성을 판별할 수 있지만 야간인 경우 색체 정보는 무의미하다. 본 발명은 동적 객체의 좌우 착지시점에서 머리의 움직임의 변화에 기초하여 객체의 특징정보를 획득함으로써, 동적 객체의 이동과 동일성을 쉽게 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 동적 객체의 동일성 판별은 색체정보에 의한 객체의 동일성 판별, 형태정보에 의한 객체의 동일성 판별에 부가하여 객체의 동일성 판별에 신뢰성을 더할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

100 : 기준 카메라
200 ; 연관 카메라
300 : 영상 저장부
400 : 객체정보 획득부
500 : 객체정보 처리부

Claims (3)

1. 서로 다른 영역을 각각 촬상하는 기준 및 연관 카메라(100, 200)와,
   상기 기준 및 연관 카메라의 영상을 저장하는 영상 저장부(300)와,
   상기 영상 저장부와 연결되고, 영상 속에 포함된 객체를 검출하고 동적객체의 특징정보를 획득하는 객체정보 획득부(400)와,
   획득된 객체의 특징정보로부터, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 촬상된 동적 객체의 연관관계를 계산하는 객체정보 처리부(500)를 포함하고,
   상기 기준 카메라는 현재 객체의 위치를 촬상하는 카메라이고, 연관 카메라는 객체의 예상 이동경로의 영역을 촬상하는 카메라이며,
   상기 객체정보 획득부(400)는, 기준 카메라의 영상에 포함된 고정객체로부터 기준 수직라인을 검출하고, 상기 기준 수직라인으로부터 객체의 중심에서 수직한 객체 수직라인을 획득한 후, 동적 객체의 좌하점 착지시 객체 수직라인과 상고점의 수직라인 사이의 좌측 수평 이격거리와, 우하점 착지시 객체 수직라인과 상고점의 수직라인 사이의 우측 수평 이격거리를 획득 한 다음, 기준 카메라와 연관 카메라로부터 획득된 객체의 좌측 및 우측 수평 이격거리 정보의 유사도를 기초로, 기준 카메라와 연관 카메라의 영상에 포함된 객체의 동일성을 판별하고,
   상기 객체의 중심은 동적 객체의 좌측발에 대응하는 위치좌표인 좌하점, 우측발에 대응하는 위치좌표인 우하점, 머리에 대응하는 위치좌표인 상고점에 대응하는 기하학적 중심인 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제

Images