KR20110025886A - 오디오 및 비디오 감시가 결합된 방법 및 시스템 - Google Patents

오디오 및 비디오 감시가 결합된 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20110025886A
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박정재
장용수
박형진
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엑시움 테크놀러지스, 아이엔씨
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Abstract

지역 모니터링을 위한 감시 시스템 및 방법이 개시된다. 오디오 모듈은 음향 변환기와 연결되어 있으며, 입력 오디오 신호를 수신하고, 입력 오디오 신호에 매칭되는 음향 시그너쳐에 근거하여 트리거링 이벤트들을 검출한다. 그리고, 비디오 카메라와 연결된 비디오 모듈은 입력 비디오 스트림을 수신하고, 비디오 신호에 대응하는 트리거링 이벤트를 검출한다. 오디오 모듈 및 비디오 모듈이 트리거링 이벤트를 검출할 때에 알람 신호가 생성된다.

Description

오디오 및 비디오 감시가 결합된 방법 및 시스템{Method and system for combined audio-visual surveillance}
본 발명은 보안 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 감시 카메라 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 오디오 및 비디오 분석에 의해 트리거링된 알람 및 카메라 시스템에 관한 것이다.
보안 계획 및 감시 시스템 관련 분야는 범죄 예방, 검색, 보호 목적에 유용하다. 감시 시스템이 사용되는 일반적인 장소는 은행, 공항, 카지노, 주차장, 차고, 공장, 또한, 개인 거주지 등을 포함한다. 일반적인 감시 시스템은 하나 이상의 비디오 모니터들을 갖는 중앙 관찰 스테이션과 연결된 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 카메라를 사용한다. 그러므로, 최소한의 운영자에 의해 한 위치에서 동시에 복수 장소를 모니터링 할 수 있다. CCTV 시스템은 보안 요원에게 모니터를 지속적으로 관찰하도록 의도되며, 실시간으로 어떠한 사건에 대해 응답하도록 의도된다. 또한, CCTV는 순차적 뷰잉, 분석, 다른 관련 사용들을 위한 영상을 보관하는 비디오 기록 디바이스와 연결되어 있다.
초기의 아날로그 CCTV 시스템은 한가지 다른 점에서 부족했다. 각 개별 카메라와 중앙 모니터링 스테이션 사이의 거리는 동축 케이블과 관련하여 전송 거리 제 한으로 인한 한계가 있었다. 이들 동축 케이블들은 부피가 크고, 루트를 필요로 하며, 취득 및 유지를 위한 코스트가 소요되었다. 비디오 장면의 보관을 위해, VCR (Videocassette Recorders)의 VHS(Video Home System)와 같은 자기 저장 디바이스에 기록할 필요성이 있었다. 비디오 테이프는 순차 접근 디바이스이기 때문에, 관련 영상의 랜덤 액세스가 요구된다. 장래의 잠재적 필요성을 위해 영상을 보관하는 것은 문제점이 있다. SP(Standard Play)모드에서는, 2시간 또는 3시간 정도의 영상이 기록될 수 있다. 한편, EP(Extended Play) 또는 LP(Long Play) 모드에서는, 8시간 또는 12시간 정도의 영상이 기록될 수 있다. 그런 무수한 비디오 카세트 테이프들은 테이프들의 교체 관리가 요구된다. 많은 비디오 카메라들이 배치됨에 따라 필요로하는 비디오 테이프들의 개수들도 증가하게 된다. 비록 다수의 카메라들이 하나의 모니터와 VCR/테이프와 결합하게 된다고 하더라도, 규모가 큰 CCTV 설비가 요구된다는 점에서 결점이 있다.
네트워크 기술의 발전과 저변 확대에 따라, CCTV 감시 시스템은 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크 카메라 시스템으로 대체되었다. 아날로그 CCTV 시스템과 같이, 카메라들은 중앙 모니터링 스테이션에서 볼 수 있는 영상 제공과 함께, 복수 지역에서 설치된다. 카메라들은 디지털 센서들을 갖고 있지만, 비디오의 각 이미지 또는 프레임에 대한 광자가 이에 대응하는 표현 데이터로 변환된다. 이 데이터는 이더넷과 같은 전통적인 데이터 전송 링크로 전송된다. 최소화된 비디오 서버는 각 카메라들과 결합되고, 원격 클라이언트 소프트웨어 어플리케이션은 디스플레이를 위해 비디오 데이터를 요구하는 비디오 서버들과 각각 통신한다. IP 네트워크 카메 라 시스템에 대한 네트워킹 프로토콜은 표준 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 네트워크 프로토콜과 동일하다. 감시 시스템들은 존재하는 네트워크 인프라스트럭쳐를 사용할 수 있다. 아날로그 CCTV 시스템과 달리, IP 네트워크 카메라 시스템은 거리 제한이 없다. 데이터가 커다란 크기를 갖는다고 하더라도 하드 디스크 드라이브, 광 디스크 또는 다른 미디어에 저장될 수 있기 때문이다. 따라서, 감시 영상의 액세스 및 관리와 관련한 이전의 부담이 크게 감소하였다.
데이터 저장 능력의 성장과 함께, 이러한 발전을 이용하는 다양한 어플리케이션 및 요구들이 생겨나게 된다. 예를 들어, 백화점 또는 상점의 소유자는 구내에서 잠재적인 위험을 감소시키고, 부상당한 사람을 지원하는 등의 소비자를 보호할 의무가 있다. 일반적으로 소송에 익숙한 분위기로 인해, 상점 소유자는 몇 주 또는 몇 달 후에 부상으로 인한 소송을 제기당할 수도 있다. 사고에 따른 명확한 비디오영상이 없는 경우에, 확실한 의학적 기록 및 전문적 재능으로 준비된 피해 고소인은 소송과 화해교섭에 있어서 보다 신속히 우월한 지위를 얻을 수 있다. 따라서 광고/소매 환경 하에서 감시 영상은 두 달 또는 그 이상 유지되는 것이 일반적이다.
배치범위에 관계 없이 감시카메라는 사전 예방 보다는 오히려 수사와 보호 목적을 위해 사건의 재구성을 위한 툴로 남아있다. 카메라의 시야 및 감시 존재에 대한 폭넓은 인식은 범죄 또는 다른 법적인 행동들에 대한 억제효과 또는 불가능할 것 같은 검출 및 응답효과를 얻는다. 또 다른 예로 영국에서 4백2십만대의 카메라 설치에도 불구하고 2005년도의 지하철 폭발을 예방할 수 없었다. 결과적으로 56명이 죽었으며 700명이 부상당했다.
이와 관련하여 근원적인 한계는, 인간이란 존재는 상당한 시간에 걸쳐 집중하기에는 무능력하다는데 있다. 연구에 따르면, 라이브 감시영상을 구경하는 20분 후에, 보여진 정보의 90%가 누락됨을 보여준다. 모니터링 능력은 카메라의 숫자가 증가함에 따라 저하된다.
가능한 해결책은 감시영상의 지루한 모니터링 작업을 수행하는 비디오 분석 작업을 사용하는 것이다. 그리고 어떤 상태가 검출되었을 때 사람에게 경고하는 방법뿐이다. 정당화되지 않은 경고 또는 트리거링을 검열하기 위한 분석 알고리즘에 근거한 정제가 있다 하더라도 전통적인 비디오 분석에 있어서는 문제점이 남아 있다. 미숙한 비디오 분석 기술에 따른 폭넓은 곳에서의 배치는 분석 능력에 대한 신뢰 및 효과를 감소시킨다는 것은 알려진 사실이다. 따라서 잘못된 알람을 감소시키고 사고검출을 향상시키도록 하는 오디오 및 비디오 감시를 결합한 방법 및 시스템에 대한 본 발명이 필요성이 있다.
본 발명의 구현에 따라, 지역 모니터링 감시 시스템이 개시된다. 본 시스템은 음향 변환기와 연결된 오디오 입력단자를 갖는 오디오 모듈을 포함하고 있다. 음향 변환기는 모니터링된 지역의 주변환경 소리신호를 수신한다. 게다가 감시시스템은 이미지센서와 연결된 비디오 입력단자를 갖는 비디오 모듈을 포함하고 있다. 이미지센서는 모니터링된 지역의 비주얼 이벤트를 수신한다. 또한 상기 시스템은 오디오 모듈 및 비디오 모듈과 연결된 중앙처리부를 갖는다. 중앙처리부는 주변환경 소리신호 및 비주얼 이벤트의 동시검출에 기초하여 알람 신호를 생성하기 위한 프로그램 기능을 갖는다. 이 주변환경 소리신호 및 비주얼 이벤트는 트리거링 사건과 관련되어 있다.
본 발명에 또 다른 구현에 따라 트리거링 이벤트에 대한 지역 감시방법이 개시된다. 상기 방법은 그 지역의 입력 오디오 신호를 수신하고 그 지역의 비디오 스트림을 수신한다. 상기 방법은 또한 소정 음향 시그너쳐와 매칭하는 입력 오디오 신호에 근거하여 트리거링 이벤트들 중의 어느 하나를 검출하는 것을 포함한다. 게다가 트리거링 이벤트 중 어느 하나의 검출은 소정 이미지 시퀀스에 매칭하는 입력 비디오 신호에 근거한다. 소정 음향 시그너쳐 및 소정 이미지 시퀀스는 트리거링 이벤트들 중의 어느 하나와 관련되어 있다. 상기 방법은 또한 트리거링 이벤트들 중 어느 하나의 검출에 응답하여 경고음을 생성하는 것을 포함한다. 더욱이 상기 방법은 입력 오디오 신호, 입력 비디오 스트림 및 경고음을 원격모니터로 전송하는 것을 포함한다.
상기 본 발명은 이하 상세한 설명 및 도면을 참조하여 설명될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 감시시스템이 배치된 일례의 주변 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 복수의 감시카메라 수단, 네트워킹 구성요소 및 원격 모니터링 스테이션을 포함하는 감시시스템의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 감시카메라 수단의 구성요소에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 감시방법의 각 단계를 설명하는 플로챠트이다.
도 5는 입력오디오를 수신하고, 트리거링 이벤트를 검출하는 단계를 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 6은 본 발명의 다양한 구현에 따른 트리거링 이벤트 검출을 따르는 실행 플로어를 보여주는 플로챠트이다.
공통 참조 번호들은 도면 및 발명의 상세한 설명에서 동일하게 사용된다.
이하, 본원 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본원 발명은 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 감시 시스템이 설치 및 배치된 예시적인 주변환경 10을 나타내는 도면이다. 주변환경 10은 길 모퉁이에 위치한 빌딩 12를 포함한다. 거리에 인접해 있는 입구 14 및 또 다른 거리에 위치한 측면 출입구 16이 개시되어 있다. 첫번째 거리를 따라, 주차 구역 18 안에 입구 통로가 있다. 보안에 관한 배치에 있어서, 다양한 지역이 감시 카메라 수단 20에 의해 모니터링되고 있다. 보다 상세히 기술하면, 주차 구역 18은 제1 카메라 수단 20a에 의해 예를 들어, 차량 강탈, 폭행, 강도, 차량 파괴 등이 모니터링된다. 입구 14는 빌딩 12를 출입하는 사람들을 체크하기 위해 제2 및 제3 카메라 수단 20b, 20c을 사용해 모니터링된다. 측면 출입구 16은 차량 및 차량 면허판의 체크를 위해 제4 카메라 수단 20d를 사용해 모니터링된다.
전술한 바와 같이 특정한 경우의 설치를 예시하고 있지만, 다양한 목적에 따라 서로 다른 주변 환경 10에 적절한 감시 카메라 수단들 20이 설치될 수 있다. 여기서 사용되는 지역이라는 용어는 본 발명에 따른 감시 시스템에 의해 모니터링되는 주변 환경 10을 나타내는 것으로 이해된다. 또한, 지역이라는 용어는 감시 카메라 수단들 20 중 어느 하나에 의해 모니터링되는 주변 환경 10의 특정 부분을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 감시 시스템의 다양한 특징을 설명하기 위해, 다른 감시 카메라 수단들 20이 특정의 설치 지역에 위치한 감시 카메라 수단에 의해 참고될 수 있다. 예를 들어, 주차 구역 18을 커버(cover)하는 제1 감시 카메라 수단 20a이 주차 구역 카메라 수단으로서 참고되는 것과 같다.
도 2의 블록 다이어그램을 참조하면, 본원 발명에 해당하는 감시 시스템 1의 각 구성요소들이 상세히 개시되어 있다. 감시 시스템 1은 비디오 영상을 기록하기 위해, 주변 환경 10의 다양한 지역에 위치한 하나 이상의 감시 카메라 수단들 20을 포함하고 있다. 주차 구역 카메라 수단 20a, 오른쪽 정문 카메라 수단 20b, 왼쪽 정문 카메라 수단 20c, 측면 출입구 카메라 수단 20d가 내부 네트워크 22와 연결되어 있다.
감시 카메라 수단들 20에 의해 기록된 감시 영상은 보안 직원에 의해 관리되는 원격 모니터링 스테이션 24로 전송되어 디스플레이된다. 원격 모니터링 스테이션 24는 내부 네트워크 22와 연결되어 있다. 원격 모니터링 스테이션 24이 실제하는 지역은 빌딩 12 내로 제한되지 않는다. 보안 직원에 의해 실행되는 모니터링 서비스는 빌딩 관리와 무관한 제3자에 의해 외주 제작이 가능하다. 이러한 모니터링 서비스는 원격에서 제공될 수 있다.
내부 네트워크 22는 인터넷 상의 다른 시스템들과 연결되어 있는TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 네트워크를 고려할 수 있다. 감시 카메라 수단들 20 각각으로부터의 데이터 트래픽은 내부 네트워크 22의 TCP/IP 표준을 따르는 허브 또는 스위치 26에 의해 통합된다. 많은 네트워크 카메라 디바이스들은 이러한 네트워크 표준을 따르는데, 여기서 TCP/IP의 사용은 예시적인 것에 지나지 않는다. 다른 네트워크 표준들이 본원 발명과 관련하여 TCP/IP 네트워크 표준에 대용하여 사용될 수 있다.
원격 모니터링 스테이션 24는 중앙 처리부, 메모리, 및 키보드, 마우스, 디스플레이 수단들 28 등과 같은 입/출력 디바이스들을 갖는 데스크탑 컴퓨터에 해당한다. 원격 모니터링 스테이션 24는 감시 카메라 수단들 20로부터 영상을 액세스 및 디스플레이하는 등의 다양한 기능을 실행하기 위한 소프트웨어 명령들을 갖는다. 보다 상세히 설명하면, 감시 카메라 수단들 20은 TCP/IP 네트워크 22와 연결되어 있으며 서버로 기능한다. 원격 모니터링 스테이션 24는 서버로부터 데이터를 요청하는 클라이언트로서 기능한다. 감시 카메라 수단 20과 원격 모니터링 스테이션 24 사이에 형성된 통신 링크를 사용해, 감시 카메라 수단 20은 어떤 이벤트를 자동 검출하면, 이를 원격 모니터링 스테이션 24으로 통지한다.
원격 모니터링 스테이션 24는 마이크로소프트사(Microsoft)의 인터넷 익스플로러(Internet Explorer)나 모질러 파운데이션(Mozilla Foundation)의 파이어폭스(Firefox)와 같은 웹브라우저를 포함한다. 감시 카메라 수단들 20은 HyperText Transfer Protocol (HTTP) 서버 및 비디오 스트리밍 서버의 기본 버전을 갖는다. 미디어 재생 특성을 갖는 브라우저 어플리케이션의 기능을 지원하는 플러그 인 모듈에 의해, 비디오 스트리밍 서버의 데이터는 원격 모니터링 스테이션 24 상에서 처리 및 디스플레이된다.
또한, 원격 모니터링 스테이션 24은 엑시움 테크놀러지(Axium Technologies)사의 멕시멈(Maximum)과 같은 비디오 피드 디스플레이 어플리케이션에 의해 로드된다. 감시 카메라 수단들 20의 비디오 스트리밍 서버들은 기록된 감시 영상을 전달하기 위해 전술한 디스플레이 어플리케이션과 직접 통신을 수행한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 디스플레이 28은 시스템 1의 감시 카메라 수단들 20a-d에 대응하도록 서브 섹션 28a-d로 구분될 수 있다. 이러한 레이아웃 이외에도 감시 카메라 수단들 20의 동작을 나타내는 상호 간의 특성에 따라, 다양한 레이아웃이 고려될 수 있다.
도 3에서 보다 상세히 설명하면, 감시 카메라 수단 20은 오디오 모듈 30, 비디오 모듈 32, 및 중앙 처리부 34를 포함한다. 오디오 모듈 30은 모니터링된 지역에서의 소리로부터 아날로그 전기 신호를 생성하는 음향 변환기 36, 및 마이크로폰과 연결되어 있다. 아날로그 전기는 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 38에 의해 디지털 신호로 변환된다. 아날로그 디지털 컨버터 38은 오디오 모듈 30과 결합되어 있을 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 모듈 30과 분리되어 독립된 구성요소로 구현될 수 있다. 비디오 모듈 32은 비디오 카메라 40과 연결되어 있다. 비디오 카메라 40은 빛에 대한 광자를 비디오 신호로 변환하기 위한 센서를 기본적 인 구성요소로 포함하고 있다. 빛에 대한 광자라 함은 모니터링 지역의 대응 장면에 대한 반향을 의미한다. 다양한 렌즈, 조절 가능한 구경, 센서 타입 및 해상도를 갖는 비디오 카메라가 사용된다.
도 4를 참조하면, 본원 발명은 감시 방법에 대한 내용을 확인할 수 있다. 감시방법은 주변 환경 10에서 특정 지역의 입력 오디오 신호를 수신하는 단계 200로부터 시작된다. 그 후, 주변 환경 10에서 특정 지역의 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계 202를 수행한다. 입력 오디오 신호를 수신하는 단계 200 및 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계는 동시에 일어난다. 이것은 마이크로폰 36과 오디오 모듈 30의 동작이 비디오 카메라 40과 비디오 모듈 32의 동작을 배제하지 않는 것과 같다. 입력 오디오 신호 및 입력 비디오 스트림이 수신된 후에, 수신된 신호들에 기초한 트리거링 이벤트를 검출하는 단계 204로 이어진다. 오디오 신호 및 비디오 스트림의 처리는 이하에서 설명한다.
도 5는 오디오 신호를 수신하고 트리거링 이벤트를 검출하는 과정을 설명하기 위한 플로차트이다. 단계 300에서, 아날로그 오디오 신호는 음향 변환기 36에 의해 모니터링되는 주변 환경 10으로부터 획득된다. 이 단계는 상기 단계 200과 대응한다. 단계 302에서, 아날로그 디지털 컨버터 38은 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환한다. 단계 304에서, 변환된 디지털 데이터는 오디오 모듈로 전송된다. 그 후, 단계 306에서, 기록된 소리 신호가 소정 음향 시그너쳐와 매칭되는가를 분석한다. 단계 308에서, 매칭되는가 여부가 결정되면, 단계 310에서, 적절한 이벤트 신호가 생성되어 중앙 처리부로 전송된다. 만일, 매칭되지 않는다면, 카메라 시스 템 20은 주변환경에 대한 모니터링을 계속한다. 아날로그 오디오 신호에 대한 전술한 동작은 실시간으로 지속적으로 실행된다.
소정 음향 시그너쳐는 트리거링 이벤트와 관련된 소리 참조 샘플에 해당한다. 다양한 트리거링 이벤트들은 차량 충돌, 총기 발사, 낙서 파괴행위, 폭행, 강도, 도둑질 등과 같은 것을 포함한다. 예를 들어, 차량 충돌은 유리 파손, 고무의 미끄러짐, 철판의 구겨짐 등에 대한 소리를 갖는다. 총기 발사는 총기 격발에 따른 폭발음 또는 초음속 속도를 갖는 총알의 타격 소리를 갖는다. 낙서 파괴행위는 스프레이 페인트가 방출되면서 생기는 소리 또는 교반기가 회전하면서 내는 소리를 갖는다. 출입 장벽을 파괴하는 차량 충돌, 강도, 도둑질 등은 유리의 파손 또는 이와 유사한 충격에 따른 소리를 동반한다.
전술한 소리 각각은 입력 오디오 신호와 비교하여 특별한 특성을 갖는다. 감시 시스템 1은 다양한 상황에 대응하는 트리거 이벤트의 소정 음향 시그너쳐를 오디오 모듈 30에 의해 접근 가능하도록 저장하고 있다. 도 3의 블록도를 참조하면, 감시 카메라 수단 20은 이러한 목적을 달성하기 위해 메모리 모듈 42를 포함하고 있다. 플레쉬 메모리 같은 비휘발성 메모리를 사용함으로써, 감시 카메라 수단 20의 전원이 오프되더라도, 소정 음향 시그너쳐들은 검색을 위해 저장되어 있다. 또한, 소정 음향 시그너쳐는 업데이트된다. 메모리 모듈 42는 SD(Secure Digital)카드와 같은 분리될 수 있다.
입력 오디오 신호는 생생한 주변환경에 대한 신호로서, 관심을 가져야하는 소리 이외에 함께 혼합된 소리들을 포함한다. 입력 오디오 신호는 트리거링 이벤트 성분 및 배경 잡음 성분을 포함한다. 배경 잡음 성분의 레벨은 트리거링 이벤트 성분을 포함하지 않는 초기에 기록된 배경 잡음 성분의 레벨에 의해 표준화된다. 초기 기록된 배경 잡음 성분에 대한 샘플링은 주변 환경 10에서 모니터링된 특정 지역의 잡음 특성의 정확한 표현을 위해 사용된다. 각각 날짜에 따라 서로 다른 잡음 특성을 나타낼 수 있으므로, 표준화된 잡음 레벨을 갖도록 한다. 잡음에 대한 프로파일링은 자체 처리능력 또는 자체 학습 기능을 갖는다.
상기한 바와 같이, 오디오 모듈 30은 입력 오디오 신호와 소정 음향 시그너쳐와 비교하여, 트리거링 이벤트가 발생하는지 여부를 결정한다. 디지털 폼으로 바뀐 입력 오디오 신호에 대해, 다양한 디지털 신호 프로세싱(DSP) 알고리즘들은 유사도에 대한 정도를 결정하는데 사용한다. 오디오 모듈 30은 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)사의 다빈치(DaVinci)와 같은 DSP 마이크로 프로세서가 해당될 수 있다. 이러한 DSP 디바이스들은 MAC(multiply accumulate) 동작, SIMD(single instruction multiple data) 동작 등과 같은 싱글 프로세싱 어플리케이션을 위해 설계된 특성을 갖는다. 종래의 일반적인 기술적 특징을 갖는 이러한 구성요소는 유용한 디바이스로 대체될 수 있다.
감시 카메라 수단 20에 의한 비디오 분석에 대한 특성을 계속 설명한다. 본원 발명의 감시방법은 트리거링 이벤트를 검출하는 단계 204를 포함한다. 비디오 카메라 40에 의해 캡쳐된 영상은 드러난 특정 이벤트에 대해 비디오 모듈 32이 평가한다. 평가 절차는 입력 비디오 스트림의 이미지 프레임의 시퀀스 분석을 포함하는 몇몇 기본 이미지 프로세싱 알고리즘에 의해 이루어진다. 이를 위해, DSP 디바 이스는 유용하다. 오디오 모듈 30과 비디오 모듈 32에 대해 2개의 독립적인 디바이스들로 구현할 수도 있지만, 하나의 디바이스에서 양 기능을 수행할 수 있도록 구현할 수도 있다. 겨구현 독립적으로 사용하는 것이 가능하다.
비디오 모듈 32는 오브젝트 비디오(Object Video)사의 온 보드(OnBoard) 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 이용할 수 있다. 그러나, 다른 비디오 분석 라이브러리로 대체될 수도 있다. 비디오 모듈은 사람, 차량, 기타 소화물 등을 포함해, 영상에서 서로 다른 오브젝트들 사이에 차별화할 수 있는 기능이 있다. 그런 오브젝트들이 소정 경계에 교차하는 경우에, 이벤트 통지가 생성된다. 추가적으로 정교한 분석이 두번째 소정 경계에서 가능하다. 그리고 첫번째 경계 관련한 다양한 규정들이 정의된다. 추가적으로, 오브젝트들이 관심 영역에 위치할 때에, 다른 이벤트 통지가 생성된다. 진입 또는 존재 이벤트와 마찬가지로, 비디오 모듈 32는 오브젝트가 주변에 처음에 나타났다가 사라지는 것에 관계없이 관심 영역에 오브젝트가 나타났다가 사라지는 것을 검출할 수 있다. 오브젝트들이 사라질 때, 또 다른 이벤트 통지가 생성된다. 실패 가능성을 줄이기 위해, 비디오 모듈 32는 너무 크거나 작은 오브젝트, 크기가 변하거나, 예리한 오브젝트들에 대해서는 필터링하는 기능을 포함한다.
비디오 모듈 32에 의한 감시 영상에서 검출된 이벤트의 특정 시퀀스는 차량 충돌, 도둑질, 폭행, 강도 등의 트리거링 이벤트를 표현한다. 예를 들어, 차량 통행의 정상 흐름에 반하여, 차량이 제1 인계철선 앞의 제2 인계철선을 가로지르는 것이 관찰되는 경우에, 차량이 잘못된 방향으로 향하고 있음을 결정한다. 또 다른 예로, 오브젝트가 뒤에 남겨질 때, 심각한 해를 입힐 수 있는 폭발물을 포함하고 있을 가능성이 있다. 관심 영역 안의 오브젝트가 갑자기 사라질 때, 그것은 도난당한 것일 수 있다. 또한, 범죄를 행하기에 앞서, 범죄자는 답사를 위해 또는 적당한 희생자를 찾기 위해 그 지역에 어슬렁거리는 경향이 있다.
트리거링 이벤트는 오디오 모듈 30 또는 비디오 모듈 32에 의해 검출된다. 그 결과에 대한 통지가 중앙 처리부 34로 제공된다. 본 발명에 따른 다양한 예는 오디오 모듈 30 및 비디오 모듈 32로부터 통지가 수신되는 시퀀스에 기초하여 다양한 방식이 구현될 수 있다. 그런 기능으로 인해 사람에 의한 지속적인 모니터링을 할 필요성을 줄이며, 잠재적인 이벤트의 확인이 있을 때, 필요에 따라 모니터링하는 것으로 족하다.
도 6은 가능한 실시예를 예시한 플로차트이다. 단계 400a은 전술한 단계 200과 대응하는 것으로, 입력 오디오 신호를 수신한다. 한편, 단계 400b는, 전술한 단계 202에 대응하는 것으로, 입력 비디오 스트림을 수신한다. 410a 및 410b에서, 트리거링 이벤트는 오디오 모듈 30 및 비디오 모듈 32 중 어느 하나에 의해 검출된다. 이들 단계는 전술한 204 단계에 대응한다. 여기서, 오디오 모듈 30 및 비디오 모듈 32에 의해 검출된 트리거링 이벤트는 모니터링되는 지역에서 동시에 발생할 수 있다. 그럴 경우에, 중앙 처리부 34로 전송할 이벤트 통지를 동시에 생성한다. 이벤트 통지가 동시에 생성되지 않는다면, 그 통지들은 서로 다른 시간에 걸쳐서 전송될 것이다. 동시에 생성되는가 여부에 대한 평가는 단계 420에서 수행된다.
도 4에서 보여진 감시 방법은 수신된 이벤트 통지에 응답하여 알람을 생성하 는 단계 206을 개시한다. 도 6을 참조하면, 통지 동시에 수신된 경우에, 중앙 처리부 34는 단계 430에 대응하는 알람 신호를 생성한다.
한편, 알람 신호 생성 전에, GPS(global positioning satellite) 좌표들에 따른 특정 지역 정보가 단계 428에서 생성된다. 도 3에서 감시 카메라 수단 20은 중앙 처리부 34와 연결된 GPS 수신기 44를 포함한다. GPS좌표의 획득은 공지의 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다. 단계 429에서, 생성된 GPS 좌표는 알람 신호와 결합된다.
그 후, 단계 432에서, GPS좌표에 관계 없이, 중앙 처리부34는 원격 모니터링 스테이션24으로 알람 신호를 전송한다. 감시 카메라 수단 20은 내부 네트워크 22를 통해 원격 모니터링 스테이션 24과 데이터 전송 링크를 형성하는 네트워크 통신 모듈 46을 포함한다. 위에서 언급하였듯이, 내부 네트워크 22는 이더넷과 물리적 케이블을 형성하는 TCP/IP 네트워크에 해당한다. 따라서, 네트워크 통신 모듈 46 은 이더넷 케이블이 연결된 포트들을 포함한다. 또한, WiFi와 같은 네트워크 통신 양식이 이용될 수 있다. 또한, 네트워크 통신 모듈 46은 무선 수신기를 포함할 수 있다.
알람 신호의 전송 후에, 단계 434에서, 기록된 입력 비디오 스트림과 입력 오디오 신호가 원격 모니터링 스테이션 24로 전송된다. 이 데이터는 네트워크 통시니 모듈 46에 의해 전송된다. 단계 434는 도 4의 단계 208에서의 입력 오디오 신호, 입력 비디오 신호 및 알람 신호를 원격 모니터링 스테이션 24로 전송하는 과정과 대응한다.
그 후, 입력 오디오 신호 및 입력 비디오 스트림을 원격 모니터링 스테이션 24로 전송하는 것과 함께, 단계 436에서, 상기 데이터는 백업을 위해 메모리 모듈 42에 저장된다. 메모리 모듈 42는 감시 카메라 수단 20에서 분리하여 휴대할 수 있는 휴대용 디바이스로 구성할 수 있다.
단계 438에서, 알람 신호를 생성한 후에, 즉, 트리거링 이벤트가 오디오 모듈 30 및 비디오 모듈 32에서 검출될 때, 주변 기기 포트 48에 접속된 디바이스들은 활성화된다. 주변기기 포트 48에 연결된 디바이스들은 투광 조명, 스트로브 조명, 알람 신호 생성기 등을 포함한다. 이런 디바이스들은 범죄자들에게 놀랄만한 영향을 미치고, 안전 요원의 주의를 환기시킨다. 다른 적절한 디바이스들이 중앙 처리부 34에 의해 트리거링되는 것은 바람직하다.
한편, 단계 420에서, 이벤트 통지가 동시에 수신되지 않았다고 결정되면, 단계 440에서, 중앙 처리부 34는 그에 대응하는 이벤트 신호를 생성한다. 그후, 단계 442에서, 생성된 이벤트 신호를 원격 모니터링 스테이션 24로 전송한다. 입력 오디오 신호 또는 입력 비디오 신호의 트리거링 이벤트가 검출되었다는 통지가 원격 모니터링 스테이션 24에 기록된다. 디스플레이 28은 이것을 표시한다.
이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 모니터링되는 지역에서 주변환경 소리신호를 수신하는 음향 변환기와 연결된 오디오 입력단자를 갖는 오디오 모듈;
    상기 모니터링되는 지역에서 비주얼 이벤트를 수신하는 이미지 센서와 연결된 비디오 입력단자를 갖는 비디오 모듈;
    상기 오디오 모듈 및 상기 비디오 모듈과 연결되어 있으며, 트리거링 사건과 관계된 주변환경 소리신호 및 비주얼 이벤트의 동시 검출에 기초하여 알람 신호를 생성하기 위한 프로그램 기능이 있는 중앙 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 처리부와 연결되어 있으며, 상기 오디오 모듈로부터 제공된 오디오 데이터 및 상기 비디오 모듈로부터 제공된 비디오 데이터를 저장하고 있는 메모리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 처리부와 연결되어 있으며, 상기 모니터링되는 지역의 좌표들을 생성하는GPS(global positioning satellite) 수신부를 더 포함하고,
    상기 좌표들은 상기 알람 신호에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 지역 모 니터링을 위한 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 처리부와 네트워크 통신을 하는 원격 모니터링 스테이션을 더 포함하고,
    상기 오디오 모듈에 의한 오디오 데이터, 상기 비디오 모듈에 의한 비디오 데이터, 및 상기 알람 신호가 상기 원격 모니터링 스테이션으로 전송되는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 원격 모니터링 스테이션은
    상기 모니터링되는 지역 중의 다른 부분에 대해 모니터링하는 별개의 오디오 모듈 및 비디오 모듈과 각각 연결되어 있는 다른 중앙 처리부들과 통신하는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 중앙 처리부와 연결되어 있으며, 네트워크 상에서 상기 원격 모니터링 스테이션과 네트워크 링크를 형성하는 네트워크 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 네트워크 링크는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)네트워크 표준을 따르는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 네트워크 링크는 유선 이더넷인 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 오디오 모듈은
    상기 주변환경 소리신호를 상기 중앙 처리부의 오디오 데이터 스트림으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 트리거링 사건은
    상기 수신된 주변 소리신호와 비교되는 음향 시그너쳐로 정의되는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 음향 시그너쳐는
    트리거링 이벤트와 관련된 소리 참조 샘플을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 중앙 처리부는
    상기 트리거링 사건에 관련된 상기 주변환경 소리신호의 검출에 근거하여 이벤트 통지를 생성하기 위한 프로그램 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중앙 처리부는
    상기 트리거링 사건에 관련된 상기 비주얼 이벤트의 검출에 근거하여 이벤트 통지를 생성하기 위한 프로그램 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 지역 모니터링을 위한 감시 시스템.
  14. 트리거링 이벤트들의 지역에서 입력 소리 신호를 수신하는 단계;
    상기 지역에서 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계;
    상기 트리거링 이벤트들 중 어느 하나와 관련된 소정 음향 시그너쳐에 매칭되는 입력 오디오 신호 및 소정 이미지 시퀀스에 매칭되는 입력 비디오 신호에 근거하여 트리거링 이벤트들 중 어느 하나를 검출하는 단계;
    상기 트리거링 이벤트들 중 어느 하나의 검출에 따른 알람을 생성하는 단계; 및
    상기 입력 오디오 신호, 상기 입력 비디오 신호 및 상기 알람을 원격 모니터로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감 시하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 소정 음향 시그너쳐는
    상기 트리거링 이벤트에 관련된 소리 참조 샘플에 해당하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 입력 오디오 신호는 배경 잡음 성분 및 트리거링 이벤트 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역를 감시하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    입력 오디오 신호를 소정 음향 시그너쳐에 매칭하는 과정은 상기 소리 참조 샘플과 상기 트리거링 이벤트 성분을 비교하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 입력 오디오 신호의 상기 배경 잡음 성분의 레벨을 상기 지역에서의 초기 기록된 입력 오디오 신호의 배경 잡음 성분의 레벨로 표준화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    다른 트리거링 이벤트의 다른 소정의 음향 시그너쳐를 저장하고, 상기 다른 소정의 음향 시그너쳐가 상기 다른 트리거링 이벤트와 관련된 소리 참조 샘플을 포함하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 입력 오디오 신호의 수신 후에, 상기 입력 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 입력 오디오 신호 및 상기 입력 비디오 스트림을 상기 메모리 모듈에저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    GPS 수신부로부터 상기 위치의 좌표들의 셋트를 수신하는 단계; 및
    상기 원격 모니터로 상기 좌표들을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거링 이벤트들의 지역을 감시하는 방법.
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