본 논문에서는 퍼지 콘트라스트와 HOG 기법을 이용한 감시 시스템을 제안한다. 제안된 감시 시스템은 감시 영상에서 명암 대비를 강조하기 위해 퍼지 콘트라스트 기법을 적용한 후, 감시 전/후 영상에 Substraction기법을 적용한다. Substraction 기법이 적용된 영상에서 히스토그램의 변화가 클 경우에는 침입자의 침입으로 간주한다. 침입으로 간주된 영상에서 감시 대상의 물체를 감시할 영상과 침입자를 실시간으로 추적하기 위한 영상으로 구분한다. 감시 대상의 물체를 감시할 영상에서는 퍼지 이진화를 적용한다. 퍼지 이진화를 적용한 영상에서 Blob 기법을 적용하여 객체화한 후, 침입된 침입자의 영상을 저장한다. 침입자를 실시간으로 추적할 영상에서는 HOG 기법을 적용한 후, SVM을 이용하여 움직이는 사람의 객체를 추적한다. 제안된 방법을 실시간 영상에 적용한 결과, 제안된 감시 시스템이 효율적으로 침입자를 감시하는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 감시 시스템의 기록과 검색의 효율성을 높이기 위해 감시 영상이 가지는 특징을 충분히 고려하여 영상 처리를 적용하였으며 이를 위해 배경 영역과 감시할 물체 영역을 분리하여 검색하는 시스템을 설계한다. 제안한 영상 시스템은 CCD 카메라로부터 영상을 입력받아 먼저 감시 대상의 배경화면과 감시할 대상인 물체 영역을 추출하여 카메라에서 이동물체의 생성시 정지 영상으로 기록함으로서 필요시에 즉시 시간별 또는 장소별로 감시 영상을 실시간적으로 효율적인 검색이 가능한 시스템을 구성하였다.
비디오 감시시스템의 영상 기록 및 검색을 위한 고전적 방법은 감시 영상만이 가지는 특징, 즉 감시영상에서 불필요한 배경 영역과 감시 대상을 목적으로 하는 물체 영역을 분리하여 저장하는 시스템을 갖추지 않으므로 감시영상의 저장 및 검색을 하는데 있어서 많은 저장 용량이 요구되기 때문에 매우 비효율적이다. 본 논문에서 제안한 감시 영상 시스템의 기록 및 검색 방법은 비효율적 요소를 해결한 시간별 장소별로 데이터베이스를 활용하여 손쉽게 검색하는 비디오 감시 시스템으로서 기존의 방법에 비해 더욱 효율적인 감시영상의 검색을 가능하게 한다.
본 논문에서는 다양한 분야에서 도입 운용되어 증가하는 영상감시정보의 수요에 대응하기 위해 지능형 영상감시 기술개발 동향과 적용기술에 대한 정보를 조사 및 분석하였다. 이를 통해 영상감시정보의 수요에 대응하기 위하여 서비스별 시나리오에 따라 다양한 서비스 제공과 효율적인 영상감시를 위한 서비스 맞춤형 영상감시 시스템을 설계하였다.
현재의 영상감시 시스템은 3세대로서 영상장치는 저화질에서 고화질로 발전하였으며, 영상감시 솔루션은 단순형에서 지능형으로 발전함으로써 영상감시 성능이 향상되었다. 그러나 이러한 영상감시 시스템에 대한 장비 및 기술이 복잡해지고 다변화되면서 더 빠른 네트워크 속도, 안전한 전원공급 등 기반 인프라에 대한 의존성이 더욱 높아지고 있는 한편, 전력 및 통신과 같은 기본 인프라가 제한적인 지역에서의 영상 감시 지원에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 이렇듯이 기본 인프라가 제한적인 지역에서 지능형 영상감시를 지원할 수 있는 시스템을 제안한다.
본 논문에서는 퍼지 콘트라스트와 HOG 기법을 이용한 지능형 감시 시스템을 제안한다. 제안된 감시 시스템은 주로 침입자 탐지를 위한 것으로 감시 영상에서 명암 대비를 강조하기 위해 퍼지 콘트라스트 기법을 적용한 후, 감시 전/후 영상에 Substraction 기법을 적용한다. Substraction 기법이 적용된 영상에서 히스토그램의 변화가 큰 경우에는 침입자의 침입으로 간주한다. 침입으로 간주된 영상에서 감시 대상의 물체를 감시할 영상과 침입자를 실시간으로 추적하기 위한 영상으로 구분한다. 감시 대상의 물체를 감시할 영상에서는 퍼지 이진화를 적용한다. 퍼지 이진화를 적용한 영상에서 Blob 기법을 적용하여 객체화 한 후, 침입된 침입자의 영상을 저장한다. 침입자를 실시간으로 추적할 영상에서는 HOG 기법을 적용한 후, SVM 기법을 적용하여 움직이는 사람의 객체를 추적한다. 제안된 방법을 실제 실시간 영상에 적용한 결과, 제안된 감시 시스템이 효율적으로 침입자를 감시하는 것을 확인할 수 있었다.
인터넷 정보가전 제품의 보급과 편리한 서비스를 요구하는 사용자의 욕구증대로 인하여 홈 오토메이션이라는 기술이 대두 되었다. 초기의 홈 오토메이션은 셋톱박스, CCTV와 같은 장비들이 요구 되어 가정, 사무실과 같은 소규모 공간에서의 도입이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 언제 어디서나 영상 감시와 제어를 할 수 있고 별도의 장비 없이 소규모 공간에서도 손쉽게 적용 시킬 수 있는 홈 오토메이션 시스템이 요구된다. 홈 오토메이션 시스템의 구현을 위해서는 기반기술인 영상 감시와 제어기술이 구현되어야한다. 본 논문에서는 홈 오토메이션의 기반 기술인 영상 감시기술 구현을 위해 원격 영상 감시 시스템을 설계 및 구현 하였다. 원격 영상 감시 시스템은 클라이언트에서 선택한 웹카메라의 동화상 캡쳐시 버퍼링을 중지함으로써 영상지연을 최소화하였으며, 카메라 선택 모듈의 사용으로 모든 영상이 아닌 선택된 영상만을 전송함으로써 자원 소모를 줄였다. 이러한 원격 영상 감시 시스템은 전력 감시 시스템, 분산 제어 시스템 등의 산업분야 뿐만 아니라 교육 분야 등 여러 분야에서 사용될 수 있다.
현재의 영상 감시 및 기록 시스템은 감시 영역 내 감시대상의 출현여부와 상관없이 감시카메라에 담기는 전체영상을 일관적으로 저장, 기록함으로써 데이터량이 방대한데 비해 그 가운데 정사 필요한 정보에 대한 량은 적다 하겠다. 배경영역 범위가 고정되어 있는 감시영상시스템에서 배경영상이 실제적인 감시대상에 대한 정보가 담긴 관심영역과 동일한 등급의 정보로 취급되어 기록이 됨으로써 데이터량에 비해 현장 감시효과를 제대로 보지 못하고 있는 것이다. 따라서, 감시 영역 내에서 관심영역에 대한 효율적인 정보의 기록과 보다 정확히 감시대상에 대한 영상을 획득하는 것이 감시영상시스템에서의 목표라 하겠다. 본 논문에서는 위의 문제점들을 해결하기 위해 감시영상으로부터 관심영역을 구분해내고 그 중요도에 따른 압축효율을 달리 함으로써 이를 구현할 수 있도록 하였다. 중요도를 결정하는 특성으로 관심영역을 무엇으로 할 것인가에 따라 감시영상을 영역별로 몇 단계의 블록으로 나누고 각 블록에 대해 해상도를 달리하여 중요도가 높은 관심영역 일수록 고해상의 영상을 획득하고 중요도가 낮을수록 저해상의 영상으로 처리하고 압축품질 또한 중요도가 놀은 관심영역일수록 압축품질은 높이고 중요도가 낮은 관심영 역일수록 압축률을 높임으로써 감시영상 정보의 감을 최적화 함은 물론 효율적인 감시 및 기록이 가능하도록 하였다.
최근 영상압축 및 전송기술의 발달과 저장매체의 대용량화 등 IT 기술의 발달로 영상기반의 보안시스템은 누구나 쉽게 사용할 수 있는 보편화된 시스템이 되고 있다. 그리고 프로세서의 발달로 인해 감시카메라에서 취득한 영상을 영상처리를 통해 자동으로 해석하는 지능형 영상감시 시스템은 주목 받고 있다. 하지만 외부로부터 카메라가 공격을 당해 감시불능인 상태가 되면 아무리 뛰어난 지능형 영상감시 시스템이라고 해도 무용지물이 되기 때문에 카메라 무력화를 감시하는 알고리즘은 반드시 필요하다. 카메라 무력화 검지 알고리즘은 사용자로 하여금 시스템을 편리하게 사용할 수 있게 해 주지만 아직 많은 알고리즘들은 조명변화와 같은 일상적인 상황에 잦은 오보를 출력함으로 시스템의 신뢰도를 떨어뜨리고 오히려 사용자에게 불편을 주고 있다. 따라서 본 논문에서는 조명변화에 강건하도록 입력영상의 코너를 특징점으로 이용하여 감시카메라의 공격을 검출하는 방법을 제안한다.
감시 카메라는 보안, 감시 등의 목적으로 자주 사용된다. 최근의 감시 카메라는 자체적으로 인코딩 작업을 통해 H.264 영상을 생성하여 보내주기도 하는데, H.264는 높은 압축률으로 폭넓게 사용되는 인코딩 방법이다. 감시카메라는 주로 보안을 위해 사용하므로 위/변조에 강해야 하고 허가받지 않은 사용자가 봐서는 안된다. 대개의 멀티미디어 콘텐츠의 경우 별도의 보안 장치를 설정하기 힘들어 보호에 취약한 면이 있다. 본 논문에서는 이러한 피해를 줄이기 위하여 감시카메라 영상을 암호화 알고리즘을 이용하여 일부 또는 전부를 암호화하는 방법을 구현하였다. 감시카메라로 녹화된 영상을 H.264로 인코딩한 뒤 콘텐츠의 특성을 이용하여 암호화를 부분적으로 혹은 전체를 적용하면 암호화된 콘텐츠를 얻을 수 있다. 본 논문에서 제안하는 내용은 최근 많이 사용되는 감시 카메라 영상의 보호 뿐 아니라 그 외 DMB, 지상파 방송 등의 보편적 서비스에도 적용이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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