요즘 CCTV 시스템을 살펴보면 화질개선, 영상전송, 영상저장 등의 기술이 과거 시스템과 비교해 많이 발전했다. 하지만 정작 가장 중요하다고 할 수 있는 감시방법의 패러다임은 큰 변화 없이 이어져 온 것이 사실이다. 아무리 좋은 제품으로 감시 시스템을 구성한다 하더라도, 감시방법이 잘못되었다면 과연 좋은 감시 시스템이라 할 수 있을까? 이에 본지에서는 3회에 걸쳐 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 마련했다. 이번 호는 그 첫 번째 시간으로 ‘영상조합 기능을 갖춘 지능형 CCTV 감시 시스템’에 대하여 살펴보도록 하겠다.

지능형 CCTV 감시 시스템 개요

CCTV 기술은 일정 시계의 화면만을 모니터링 하는 기술에서 악천후의 기후 조건하에서도 선명하게 기록·재생하는 기술, 패턴인식과 움직임 동작의 수상한 점을 가려 예방·경고하는 지능형 CCTV 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 시스템은 주변기술과 접목하여 응용범위가 광범위하게 넓어지고 있는데, 최근 u-City 추진과정에서 차선, 건널목에 CCTV를 부착하여 교통흐름을 인지, 자동적인 교통신호의 변환을 꾀하고 있는 것은 지능형 CCTV의 좋은 응용 예라고 할 수 있다. 앞으로의 지능형 CCTV 감시 시스템은 기존 ‘사후약방문’이였던 감시방법에서 영상조합 기능을 갖춘 지능형 시스템으로 발전하여 실시간 알람 발생 및 움직이는 사물의 인식과 동선파악 등의 기능을 통해 사건·사고를 미연에 방지하고 대처할 수 있는 시스템으로 발전해나갈 것이다.

지능형 영상보안 시스템의 동향

최근 CCTV 업계에서는 소비자의 욕구를 최대한 충족시키기 위한 다양한 변화를 시도하고 있다. 저조도 카메라를 개발해 어두운 밤에도 피사체를 식별할 수 있도록 하는가 하면 스피드 돔 카메라를 개발하여 관찰자가 원하는 부분의 영상을 최대한 빠른 시간 안에 관찰할 수 있게 만들었을 뿐만 아니라 한정된 각도만을 관찰할 수 있었던 렌즈의 한계를 뛰어넘어 180° 또는 360°의 각도를 관찰할 수 있는 카메라를 개발했다. 또한, 인터넷과 연결할 수 있는 네트워크 카메라도 개발하여 원격에서 영상을 감시할 수 있도록 했다.

그럼에도 불구하고 소비자들은 좀더 다양한 기능을 갖춘 카메라를 요구하고 있다. 이런 요구에 부합하는 방법은 보다 더 지능적인 CCTV 시스템을 개발하는 것이다. CCTV에 접목된 지능형 영상보안 시스템을 흔히 VID(Video Intruder Detection System) 혹은 IVMD (Intelligent Video Motion Detection)라고 부르는데, 이 기능들은 현재까지 CCTV 내부에 삽입되는 것보다는 인코더 형태의 외부 장비로 존재하는 것이 대부분이다.

한편, 움직이는 물체를 카메라가 스스로 감지하여 포착하는 Motion Detection 기능을 부여하는 영상보안 제품들이 출시되고 있지만 Motion Detection은 영상의 픽셀을 감지해 이동물체를 탐지하는 것으로 포괄적인 감도를 조정하고, 수동으로 감지레벨을 설정하기 때문에 하루 평균 수십 회의 오보가 발생할 수 있다는 것이 문제이다. 지능형 영상보안 시스템이 스스로 판단하고, 생각한 그 결과물을 경보를 통해 담당자들에게 알려주는 것이라면 Motion Detection은 아직 완전하지 못하며 다음과 같은 단점이 있다.

• 영상의 픽셀을 감지하여 이동물체를 감지
• 포괄적인 감도 조정, 수동으로 감지 레벨 설정
• 하루 평균 수십 번의 오보
• 저조도 환경에 따른 오보
• 변장, 위장(옷, 나무, 덤불) 등에 취약
• 날씨나 기상변화에 대응이 어려움

지능형 CCTV 감시 시스템의 문제점들

CCTV 시스템은 송신부 및 수신부가 단순히 팬/틸트/줌 카메라의 구동제어나 영상전송을 통한 영상표출부로의 표출작업만이 이루어지고 있다. 이와 같이 단순한 구동제어 및 영상표출만을 할 수 있도록 된 송신부 및 수신부는 구성 부품의 고장발생 여부를 신속히 확인할 수 없으며, 고장시 부품의 교체 등에 많은 시간이 소요되어 일정기간 동안 감시를 제대로 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 감시지역과 상황실 간에 양방향의 음성통신을 하기 위해서는 별도의 음성 통신시설을 설치해야만 하기 때문에, 최초 시공시 발생하는 비용이 높다는 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위해서 다수의 보조 카메라, 영상동기 검출부와 전류감지 장치와 같은 고장여부 알림장치 및 음성통신수단을 겸비한 감시 시스템이 개발되었으나 다음과 같은 문제점을 안고 있다.

즉, 다수의 보조 카메라를 구비하더라도 수신부의 영상은 팬/틸트/줌 카메라 및 다수의 보조 카메라의 영상이 하나의 영상신호로 조합되어 전송되며, 송신부에서는 조합되어 들어온 영상신호를 영상수신 처리부에서 통합적으로 녹화해야 하기 때문에 화질의 선명도가 현저하게 떨어지는 문제가 있다.

송신부로 전송되는 하나의 영상신호에는 하나가 아닌 수많은 조합화면 정보가 담겨 있기 때문에, 이미 용량이 정해진 화면을 재구성하고 자세히 관찰하기 위해 확대할 경우 화면의 해상도가 떨어지는 것이다. 이는 감시효과를 떨어뜨리는 저해요인이 되었으며, 송신부 이외의 지역에서는 감시 및 통제가 어렵기 때문에 공간 및 시간적 제약이 있다.

또한, 이상신호가 발생할 경우에 송신부에 있는 감시자가 수동으로 감시해야 하기 때문에 감시가 소홀해질 수 있는 문제점을 안고 있다. 즉, 항상 모니터를 통해 조합된 화면을 감시하다가 이상한 움직임을 감지할 경우에만 감시자가 직접 감시지역으로 카메라를 구동시켜 세밀하게 관찰해야 하기 때문에 정밀한 감시에는 한계가 있으며, 이상신호가 포착된 순간 정밀한 감시가 이루어지지 않으면 나중에 녹화된 수많은 화면을 일일이 확인해야 한다.

지능형 감시 시스템의 연구방향

이와 같은 문제점들을 해결하기 위해서는 원격지 감시부에서 촬영한 영상을 인터넷을 통해 영상수신 처리부 이외의 타 지역에서도 실시간으로 감시 및 제어 할 수 있으며, 원격지 감시부에서 촬영 및 조합한 영상을 영상수신 처리부에서 통합적으로 녹화시킬 경우에 피사체의 화질이 너무 작아서 확인이 힘들어지는 단점을 원격지 감시부에서의 개별녹화로 극복하도록 해야 한다. 또한, 촬영영상의 동작변화량을 감지하여 변화량이 감지된 영상의 집중감시가 가능하며, 팬/틸트/줌 카메라 및 하나 이상의 보조 카메라를 구비하여 실시간 사각지역 없이 집중적이 감시가 가능토록 해야 한다.

감시지역을 촬영한 영상의 조합, 자가진단 및 음성통신이 가능하고, 카메라 주변기기들의 고장여부를 중앙감시부에서 신속하게 확인하여 유지보수에 따른 절차를 간소화할 수 있으며, 감시지역에 설치된 팬/틸트/줌 카메라 및 다수의 보조 카메라에서 촬영한 영상을 원격지 감시부에서 영상 조합하여 1개의 영상으로 저장 및 전송할 수 있어 영상전송을 보다 효율적으로 할 수 있어야 한다. 이런 방식으로 개선된다면 별도의 음성장비를 설치하지 않고도 감시지역과 메인기지 간에 양방향 음성통신이 가능하여 비용을 절감할 수 있는 지능형 감시 시스템 구현이 가능하다.

영상조합 기능을 갖는 지능형 CCTV 감시 시스템 구현

이상에서 살펴본 문제점과 연구방향에 의해 새로운 지능형 CCTV 감시 시스템 및 감시방법을 구현해 보면 그림 1과 같이 구현되며 세부 설명은 다음과 같다.

영상변화량 감지감도 제어버튼부를 이용하여 상기 영상변화량감지부의 동작변화량 감지감도를 제어한다. 보조 카메라에 의해 감시지역의 전 지역을 촬영한다. 보조 카메라의 촬영 영상에서 사람이 움직이는 것이 감지(이상 신호 감지)되면, 영상변화량 감지부에서 이에 대한 정보를 정보수집 장치로 전송한다. 감지장치에 의해 감지된 정보도 정보수집 장치로 전송된다.

정보수집 장치에서 알람을 발생시켜 이에 대한 정보를 주제어부로 전송하고, 주제어부는 알람정보를 받아들여 통신연계장치를 통하여 중앙감시부로 전송한다. 중앙감시부에 알람정보가 감지되면, 알람정보에 해당하는 팬/틸트/줌 카메라가 자동으로 이상신호 발생지역을 촬영하도록 구동되며, 팬/틸트/줌 카메라를 구동시켜 이상 신호가 감지된 지역을 정밀하게 감시한다.

팬/틸트/줌 카메라에서 정밀하게 촬영한 영상은 영상동기 검출부를 통하여 영상처리부로 전송되며 이때, 중앙감시부의 카메라/모니터 선택버튼부 및 영상조합 선택버튼부를 사용하여 영상조합 처리한다. 영상처리부에 전송된 영상정보는 영상저장부로 전송되어 저장된다.

위의 과정에서 영상저장부로 전송된 영상정보는 중앙감시부의 영상저장 제어버튼부를 사용하여 저장여부를 결정할 수 있다. 저장된 영상정보는 네트워크부로 연결되어 인터넷을 통해 타 지역에서도 접속하여 실시간 감시 및 제어할 수 있다. 이때, 중앙감시부의 제어우선권 지정버튼부를 사용하여 제어우선권을 지정하여 제어하게 된다.

카메라부에서 촬영 및 조합된 영상은 영상수신 처리부의 영상표출부를 통해 디스플레이 된다. 작업 중 전류감지장치 및 영상동기 검출부를 통하여 팬/틸트/줌 카메라의 고장 여부를 판단할 수 있으며, 이는 중앙감시부의 표시부를 통하여 확인할 수 있다.

영상조합 선택버튼부를 사용하여 조합된 영상을 확인 중 이상신호가 발생하면, 이상신호가 발생한 보조 카메라의 영상이 메인화면으로 처리되고, 팬/틸트/줌 카메라가 메인화면 처리된 곳을 촬영하여 영상표출부로 디스플레이한다. 감시자는 중앙음성통신부를 이용하여 원격지 음성통신부를 통해 음성경고 후, 적절한 조치를 취할 수 있다.

결 론

지금까지 ‘영상조합 기능을 갖춘 지능형 CCTV 감시 시스템’에 대해 알아보았다. 이 시스템을 통하여 원격지감시부에서 촬영한 영상을 인터넷을 통하여 중앙상황실 이외의 타 지역에서도 실시간으로 감시 및 제어할 수 있으며, 고화질의 촬영 영상을 제공받을 수 있고, 감시지역의 철저한 집중감시가 가능하다.

또한, 팬/틸트/줌 카메라, 보조 카메라 및 주변기기들의 고장발생 여부의 신속한 확인이 가능하고, 유지보수에 따른 절차를 간소화할 수 있다. 더욱이 감시지역에 설치된 팬/틸트/줌 카메라 및 다수의 보조 카메라에서 촬영한 영상을 원격지 감시부에서 영상 조합하여 저장한 후, 영상수신처리부로 전송함으로써 영상전송을 보다 효율적으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 음성장비를 설치하지 않고도 감시지역과 상황실 간에 양방향 음성통신이 가능해 비용을 절감하는 효과가 있다. 이는 현재 활발하게 구축되고 있는 u-City 환경에 적용되어 도시통합운용센터에서 사물을 지능적으로 관리한다면 효율적인 센터 운영은 물론 비용절감 효과를 얻을 수 있을 것이다.

또한, 이 시스템은 집중감시를 하는 주 영상과 전체 감지를 하는 보조 영상을 하나의 화면에 영상 조합하여 감시가 가능하기 때문에 움직이는 물체의 동선 파악 및 신원 확인이 가능한 시스템이다. 따라서 사건사고를 미연에 예방 및 방지할 수 있는 시스템, 시스템 운용자의 편의성을 고려한 시스템으로, 앞으로 구축될 수많은 CCTV 시스템에서 ‘영상조합 기능을 갖춘 지능형 CCTV 감시 시스템’을 만나볼 수 있을 것으로 전망된다. 

<글 : 시큐리티월드 편집팀>

[월간 시큐리티월드 통권 제166호(info@boannews.com)]

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