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KR20130094489A - System and method for monitoring emergency motion based image - Google Patents

System and method for monitoring emergency motion based image Download PDF

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KR20130094489A
KR20130094489A KR1020120015769A KR20120015769A KR20130094489A KR 20130094489 A KR20130094489 A KR 20130094489A KR 1020120015769 A KR1020120015769 A KR 1020120015769A KR 20120015769 A KR20120015769 A KR 20120015769A KR 20130094489 A KR20130094489 A KR 20130094489A
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KR
South Korea
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dynamic object
image
bounding box
motion
abnormal
Prior art date
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KR1020120015769A
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Korean (ko)
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Inventor
이영숙
정완영
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부경대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: An abnormal motion monitoring system and method based an image are provided to accurately detect the abnormal motion of a dynamic object by displaying the dynamic object existing in an image as an operation area bounding box and monitoring the abnormal motion of the dynamic object according to the size change of the operation area bounding box. CONSTITUTION: An abnormal motion monitoring system based an image comprises a photographing unit (10) and a monitoring device (20). The photographing unit photographs a photographing area. If a dynamic object exists in the photographed image, the control unit displays the dynamic object as an operation area bounding box and monitors the abnormal motion of the dynamic object according to the size change of the operation area bounding box. [Reference numerals] (10) Photographing unit; (20) Monitoring device; (21) Abnormal operation image storage unit; (22) Background image storage unit; (23) Background image managing unit; (24) Detection unit; (25) Extraction unit; (26) Setting unit; (27) Output unit; (28) Determining unit

Description

영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법{System and Method for Monitoring Emergency Motion based Image}System and Method for Monitoring Emergency Motion based Image}

본 발명은 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 촬영 영상 내에 존재하는 동적 객체의 이상 동작을 검출할 수 있도록 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image-based abnormal motion monitoring system and method, and to an image-based abnormal motion monitoring system and method for detecting abnormal motion of a dynamic object existing in a captured image.

오늘날에는 인구의 급속한 고령화 현상과 거주 형태의 선진화 현상이 맞물리면서 혼자 거주하는 독거 노인들이 증가하고 있다. 이러한 독거 노인 혹은 독거 환자들의 경우, 거동이 불편하기 때문에 일상 생활 중에 낙상하는 사고가 빈번하게 발생하고 있다.Today, the rapid aging of the population and the advancement of the form of living are combined to increase the number of the elderly living alone. In the case of elderly living alone or patients living alone, accidents that fall during everyday life frequently occur because of uncomfortable behavior.

낙상 사고는 실제 실외에 비해 실내에서 자주 발생하며, 노인 인구의 절반 정도가 경험할 만큼 흔한 사고이다. 더욱이, 노인뿐만 아니라 뇌졸중 환자와 같은 만성질환자나 젊은 사람들에게도 충분히 발생할 수 있다.Fall accidents occur more often indoors than outdoors, and are common enough for half of the elderly. Moreover, it can occur not only in the elderly but also in chronically ill or young people, such as stroke patients.

독거 노인이나 독거 환자들은 주로 실내에서 홀로 생활하는 경우가 많기 때문에, 낙상으로 인해 골절과 같은 심각한 부상을 입거나 정신을 잃는 등, 거동할 수 없는 사고가 발생해도 주위에서는 사고 발생을 신속하게 인지할 수가 없다. 더욱이, 사고 발생 시 적절한 시기에 조치를 취할 수도 없어, 종종 심각한 상황으로까지 이어지게 된다.The elderly living alone or living alone are often living alone indoors, so even if a fall causes serious injuries such as a fracture or loss of mind, people who are unable to move can recognize the accident quickly. I can't. Moreover, it is not possible to take timely action in the event of an accident, often leading to serious situations.

이에, 최근에는 인체의 동작을 감시하여 이상 동작 발생 시 이를 신속하게 확인함으로써, 독거 노인이나 독거 환자들의 사회적 방치를 해소하고, 이들을 안전하게 보호하기 위한 기술이 개발되고 있다. 일 예로, 특허문헌 1에는 인체 무동작 감지 센서, 호출 버튼 및 카메라를 이용하여 이상 동작을 감시하는 기술에 대해 개시되어 있다.In recent years, by monitoring the operation of the human body to quickly identify when the abnormal operation occurs, to solve the social neglect of the elderly living alone or patients living alone, a technology for protecting them has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for monitoring abnormal operation using a human body motion detection sensor, a call button, and a camera.

그러나, 종래의 이상 동작 감시 방식은 센서를 통해 인체 무동작 여부를 감지하여 이상 동작 발생을 검출하는 방식이기 때문에, 낙상 사고가 발생한 경우에도 인체가 약간의 움직임이 있으면 이상 동작으로 판단하지 않거나, 인체가 수면을 취함에 따라 일정 시간 움직임이 없으면 이상 동작으로 판단하는 등, 이상 동작 발생 검출 시 정확성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.However, since the conventional abnormal operation monitoring method detects abnormal operation by detecting whether the human body is inoperative through a sensor, even if a fall accident occurs, if the human body has a slight movement, it is not judged as an abnormal operation or the human body. As there is no movement for a predetermined time as the user sleeps, there is a problem in that accuracy and reliability are inferior in detecting abnormal operation.

또한, 종래의 이상 동작 감시 방식은 낙상한 사람이 정신을 잃거나 심각한 부상으로 인해 거동할 수 없는 경우에는, 호출 버튼을 사용하여 위급 상황을 알릴 수도 없으므로, 비효율적인 문제점이 있다.In addition, the conventional abnormal operation monitoring method has an inefficient problem because it is not possible to notify the emergency situation by using the call button when the fallen person cannot be moved due to loss of spirit or serious injury.

또한, 종래의 이상 동작 감시 방식은 관리자가 항시 모니터에 출력되는 카메라 촬영 영상을 현시하며 인체의 이상 동작을 감시해야만 하기 때문에, 인력 및 인건비 측면에서 비효율적인 문제점이 있다.
In addition, the conventional abnormal operation monitoring method has an inefficient problem in terms of manpower and labor costs because the administrator must always monitor the abnormal operation of the human body while displaying the camera photographed image output to the monitor.

KR1020050090947 AKR1020050090947 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 촬영 영상 내에 존재하는 동적 객체의 움직임을 추적하여 동적 객체의 이상 동작을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an image-based abnormal motion monitoring system and method that can accurately detect the abnormal motion of the dynamic object by tracking the movement of the dynamic object present in the captured image. There is a purpose.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템은, 촬영 영역에 대한 영상을 획득하는 촬영부; 및 상기 촬영부를 통해 획득한 영상 내에 동적 객체가 출현하면, 영상 내에 존재하는 동적 객체를 동작 영역 바운딩 박스(Bounding Box)로 표현하고, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생을 감시하는 감시 장치를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.An image-based abnormal motion monitoring system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the photographing unit for obtaining an image for the shooting area; And when a dynamic object appears in the image acquired through the photographing unit, expresses a dynamic object existing in the image as an operation area bounding box, and generates an abnormal operation of the dynamic object according to a change in the size of the operation area bounding box. It is preferable to include the monitoring apparatus to monitor.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 방법은, 촬영부에서 촬영 영역에 대한 영상을 감시 장치로 실시간 전달하는 과정; 상기 감시 장치에서 상기 촬영부로부터 전달되는 영상으로부터 배경 영상 프레임을 획득하는 과정; 상기 감시 장치에서 상기 배경 영상 프레임을 기준으로 상기 촬영부로부터 전달되는 영상을 구성하는 영상 프레임들 중에서 동적 객체 출현 영상 프레임들을 검출하는 과정; 상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식하는 과정; 상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 각 동적 객체 출현 영상 프레임별 동적 객체의 동작 영역 바운딩 박스(Bounding Box) 및 바운딩 박스 중심점을 설정하는 과정; 상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임에 설정된 바운딩 박스 중심점을 기준으로 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화를 추적하며, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하는 과정; 및 상기 감시 장치에서 상기 판단 결과 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 이상 동작 발생을 알리기 위한 경보를 출력하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
On the other hand, the video-based abnormal motion monitoring method according to an embodiment of the present invention, the real-time transfer of the image of the photographing area to the monitoring device in the photographing unit; Obtaining a background image frame from an image transmitted from the photographing unit in the monitoring apparatus; Detecting, by the monitoring apparatus, dynamic object appearance image frames among image frames constituting an image transmitted from the photographing unit based on the background image frame; Recognizing, by the monitoring apparatus, a dynamic object present in each dynamic object appearance image frame; The monitoring apparatus sets a bounding box and a bounding box center point of the dynamic object for each dynamic object appearance image frame by using the motion region size and the motion position of the dynamic object present in each dynamic object appearance image frame. process; Tracking, by the monitoring apparatus, the size change of the operation area bounding box based on the bounding box center point set in each dynamic object appearance image frame, and determining whether an abnormal operation of the dynamic object occurs according to the size change of the operation area bounding box; And outputting an alarm for notifying occurrence of an abnormal operation when the abnormal result of the dynamic object is generated by the monitoring apparatus.

본 발명에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법에 의하면, 촬영 영상 내에 존재하는 동적 객체의 움직임을 추적하여 동적 객체의 이상 동작을 정확하게 검출함으로써, 신뢰성이 높고 효율적인 동작 감시 체계를 구축할 수 있는 효과가 있다.
According to the video-based abnormal motion monitoring system and method according to the present invention, by accurately detecting the abnormal motion of the dynamic object by tracking the movement of the dynamic object present in the captured image, it is possible to build a reliable and efficient motion monitoring system There is.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 있어서, 판단부를 설명하기 위한 참고도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 방법을 순차적으로 도시한 순서도.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a video-based abnormal motion monitoring system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a reference diagram for explaining a determining unit in FIG. 1. FIG.
3 is a flowchart sequentially illustrating a video-based abnormal motion monitoring method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the video-based abnormal operation monitoring system and method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템은 촬영부(10) 및 감시 장치(20)를 포함하여 이루어진다. 촬영부(10)와 감시 장치(20)는 인터넷 망 등의 네트워크를 통해 상호 간에 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, an image-based abnormal motion monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a photographing unit 10 and a monitoring device 20. The photographing unit 10 and the monitoring device 20 may communicate with each other through a network such as an internet network.

촬영부(10)는 설치 공간에서의 특정 영역 촬영을 통해 촬영 영역에 대한 영상을 획득하여 감시 장치(20)로 실시간 전달한다. 여기서, 영상은 컬러 영상 또는 적외선 영상 등으로 이루어질 수 있다.The photographing unit 10 acquires an image of a photographing area by capturing a specific area in the installation space and delivers the image to the monitoring device 20 in real time. In this case, the image may include a color image or an infrared image.

이러한, 촬영부(10)는 주간에 작동하여 컬러 영상을 획득하는 컬러 카메라, 야간에 작동하여 적외선 영상을 획득하는 적외선 카메라, 빛 감지 센서나 타이머에 의해 조명 유무 또는 주간/야간 여부를 확인하여 컬러 카메라 및 적외선 카메라의 작동을 제어하는 컨트롤러 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The photographing unit 10 is a color camera that operates during the day to acquire a color image, an infrared camera that operates at night to acquire an infrared image, and checks whether the light is illuminated or day / night by a light sensor or timer. It may include a controller for controlling the operation of the camera and the infrared camera.

한편, 감시 장치(20)는 촬영부(10)로부터 전달되는 영상 내에 동적 객체가 출현하면, 영상 내에 존재하는 동적 객체를 동작 영역 바운딩 박스(Bounding Box)로 표현하고, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생을 감시한다. 이때 이상 동작은 갑자기 쓰러지는 동작, 즉 낙상 동작 및 넘어짐 동작 등을 포함하는 것이 바람직하다.Meanwhile, when the dynamic object appears in the image transmitted from the photographing unit 10, the monitoring apparatus 20 expresses the dynamic object existing in the image as an operation area bounding box and changes the size of the operation area bounding box. Monitors occurrences of abnormal behavior of dynamic objects. At this time, the abnormal operation preferably includes a sudden falling operation, that is, a falling operation and a falling operation.

이러한, 감시 장치(20)는 이상 동작 영상 저장부(21), 배경 영상 저장부(22), 배경 영상 관리부(23), 검출부(24), 추출부(25), 설정부(26), 출력부(27) 및 판단부(28) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The monitoring device 20 includes an abnormal operation image storage unit 21, a background image storage unit 22, a background image management unit 23, a detection unit 24, an extraction unit 25, a setting unit 26, and an output. The unit 27 and the determination unit 28 may be included.

여기서, 이상 동작 영상 저장부(21)는 촬영부(10)로부터 전달되는 영상 중에서 이상 동작 발생 시에 해당하는 영상을 저장한다.Here, the abnormal operation image storage unit 21 stores an image corresponding to an abnormal operation occurrence among images transmitted from the photographing unit 10.

이러한, 이상 동작 영상 저장부(21)는 버퍼 모듈 및 저장 모듈 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The abnormal operation image storage unit 21 may include a buffer module and a storage module.

버퍼 모듈은 촬영부(10)로부터 전달되는 영상을 저장하되, 최근의 영상만을 저장한다. 즉, 버퍼 모듈은 촬영부(10)로부터 영상을 전달받으면, 그 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임을 재생 순서에 따라 저장하고, 저장된 영상 프레임들 중 최초 저장 시점으로부터 일정 시간이 경과된 영상 프레임을 지속적으로 제거해 나가면서 최근의 영상 프레임만을 저장하게 된다.The buffer module stores an image transmitted from the photographing unit 10, but stores only the latest image. That is, when the buffer module receives an image from the photographing unit 10, the buffer module stores the continuous image frames constituting the image in a playback order, and stores an image frame having a predetermined time elapsed from the initial storage time point among the stored image frames. As it is continuously removed, only the latest image frame is stored.

저장 모듈은 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 이상 동작 발생 시점을 기준으로 전후 일정 시간 동안에 해당하는 영상을 버퍼 모듈로부터 획득하여 이상 동작 발생 시에 해당하는 영상으로 저장한다.When an abnormal operation of the dynamic object occurs, the storage module obtains an image corresponding to a predetermined time before and after the abnormal operation occurs from the buffer module and stores the image as a corresponding image when the abnormal operation occurs.

한편, 배경 영상 저장부(22)는 배경 영상 프레임을 저장한다.Meanwhile, the background image storage unit 22 stores a background image frame.

배경 영상 관리부(23)는 배경 분리(Background Subtraction) 기법을 통해 촬영부(10)로부터 전달되는 영상으로부터 배경 영상 프레임을 획득하여 배경 영상 저장부(22)에 저장시킨다. 배경 분리 기법으로는 통계적 배경 모델인 적응적 가우시안 혼합 모델(Adaptive Gaussian Mixture Model)과 개선된 더블 프레임 디퍼런스(Double Frame Difference) 기법 등이 사용될 수 있다.The background image manager 23 obtains a background image frame from an image transmitted from the photographing unit 10 through a background subtraction technique and stores the background image frame in the background image storage 22. As a background separation technique, an adaptive Gaussian Mixture Model, which is a statistical background model, and an improved Double Frame Difference technique may be used.

즉, 배경 영상 관리부(23)는 촬영부(10)로부터 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 중 어느 하나의 프레임을 임시 배경 영상 프레임으로 지정한 다음, 임시 배경 영상 프레임과 촬영부(10)로부터 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 간의 화소값(휘도 등) 비교를 통해 각 영상 프레임 내에서 움직임이 있는 동적 객체와 움직임이 없는 배경을 구분 인식한 후, 영상 프레임 내에서 동적 객체를 추출하여 배경만으로 이루어진 배경 영상 프레임을 생성하고, 그 생성된 배경 영상 프레임을 배경 영상 저장부(22)에 저장하게 된다.That is, the background image manager 23 designates any one frame among the continuous image frames constituting the image transmitted from the photographing unit 10 as a temporary background image frame, and then the temporary background image frame and the photographing unit 10. By comparing pixel values (luminance, etc.) between successive image frames constituting the image transmitted from the image, the moving object is distinguished from the moving object in each image frame, and then the dynamic object is detected in the image frame. A background image frame including only the background is extracted and extracted, and the generated background image frame is stored in the background image storage unit 22.

또한, 배경 영상 관리부(23)는 배경 영상 저장부(22)에 저장된 배경 영상 프레임과 촬영부(10)로부터 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 간의 화소값 비교를 통해 각 영상 프레임 내에서 움직임이 있는 동적 객체와 움직임이 없는 배경을 구분 인식한 후, 영상 프레임 내에서 동적 객체를 추출하여 배경만으로 이루어진 새로운 배경 영상 프레임을 생성하고, 그 생성된 새로운 배경 영상 프레임을 배경 영상 저장부(22)에 저장함으로써, 배경 영상 저장부(22)에 저장되어 있는 배경 영상 프레임을 주기적으로 갱신할 수 있다.In addition, the background image manager 23 compares the pixel values between the background image frames stored in the background image storage 22 and the continuous image frames constituting the image transmitted from the photographing unit 10 to each other. After recognizing the moving object and the moving background, the dynamic object is extracted from the image frame to generate a new background image frame including only the background, and the generated new background image frame is used as the background image storage unit 22. ), The background image frame stored in the background image storage unit 22 can be periodically updated.

또한, 배경 영상 관리부(23)는 영상 프레임 내에서 동적 객체를 추출하여 배경만으로 이루어진 배경 영상 프레임을 생성하는 경우, 동적 객체가 추출된 영역에 대해 모폴로지컬 연산(Morphological Operations)과 라벨링 알고리즘을 수행하여 작은 홀(Hole) 등과 같은 노이즈를 제거할 수 있다.In addition, when the background image manager 23 extracts the dynamic object from the image frame to generate a background image frame including only the background, the background image manager 23 performs a morphological operation and a labeling algorithm on the region from which the dynamic object is extracted. Noise such as small holes can be removed.

검출부(24)는 배경 영상 저장부(22)에 저장된 배경 영상 프레임을 기준으로 촬영부(10)(10)로부터 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 중에서 동적 객체 출현 영상 프레임들을 검출한다.The detector 24 detects dynamic object appearance image frames among successive image frames constituting an image transmitted from the photographing unit 10 or 10 based on the background image frame stored in the background image storage unit 22.

예를 들어, 검출부(24)는 배경 영상 저장부(22)에 저장된 배경 영상 프레임과 촬영부(10)로부터 전달되는 각 영상 프레임 간의 화소값 차를 산출하고, 그 산출된 화소값 차가 임계치(Threshold) 이상인 화소를 움직임이 일어난 화소로 판단하고, 그 움직임이 일어난 화소를 갖는 영상 프레임을 동적 객체 출현 영상 프레임으로 검출하게 된다.For example, the detector 24 calculates a pixel value difference between the background image frame stored in the background image storage 22 and each image frame transferred from the photographing unit 10, and the calculated pixel value difference is a threshold. ) Is determined as the pixel in which the movement occurs, and the image frame having the pixel in which the movement occurs is detected as the dynamic object appearance image frame.

추출부(25)는 배경 영상 저장부(22)에 저장된 배경 영상 프레임을 기준으로 검출부(24)를 통해 검출된 동적 객체 출현 영상 프레임 내에서 움직임이 일어난 화소들의 위치, 색상 및 화소값 등을 포함한 동적 객체 특징점 데이터를 추출한다.The extractor 25 includes positions, colors, pixel values, and the like of pixels in the dynamic object appearance image frame detected by the detector 24 based on the background image frame stored in the background image storage unit 22. Extract dynamic object feature data.

설정부(26)는 추출부(25)를 통해 추출된 동적 객체 특징점 데이터를 이용하여 검출부(24)를 통해 검출되는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식하고, 그 인식한 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 추출한 후, 추출된 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 각 동적 객체 출현 영상 프레임별 동적 객체의 동작 영역 바운딩 박스 및 바운딩 박스 중심점을 설정한다. 여기서, 동작 영역 바운딩 박스는 동적 객체를 포함하는 최소의 사각형 형상 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The setting unit 26 recognizes a dynamic object existing in each dynamic object appearance image frame detected by the detection unit 24 using the dynamic object feature point data extracted by the extractor 25, and recognizes the dynamic object. After extracting the motion region size and the motion position of, the motion region bounding box and the bounding box center point of the dynamic object for each dynamic object appearance image frame are set using the motion region size and the motion position of the extracted dynamic object. Here, it is preferable that the operation area bounding box has a minimum rectangular shape including a dynamic object.

이러한, 설정부(26)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 추출하기 위해 통계적 모멘트 분석(Statistic Moment Analysis) 방식을 사용하는 것이 바람직하다. The setting unit 26 preferably uses a statistical moment analysis method to extract the motion region size and the motion position of the dynamic object existing in each dynamic object appearance image frame.

예를 들어, 설정부(26)는 영상 모멘트 분석 시 아래의 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같은 모멘트 식을 사용하여 바운딩 박스 중심점의 가로 위치(xc) 및 세로 위치(yc)를 획득하고, 그 획득한 바운딩 박스 중심점의 위치를 이용하여 동작 영역 바운딩 박스의 가로 길이와 세로 길이를 산출할 수 있다.For example, the setting unit 26 uses horizontal equations (x c ) and vertical positions (y c ) of the bounding box center point by using moment equations such as [Equation 1] and [Equation 2] below when analyzing the image moment. ), And the horizontal length and the vertical length of the operation area bounding box may be calculated using the obtained position of the bounding box center point.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

[수학식 1] 및 [수학식 2]에서 'i'와 'j'는 영상에서 'x'축 위치와 'y'축 위치를 나타내며, 'M(i,j)'는 동적 객체에 해당하는 영역을 나타낸다. 아울러 [수학식 1] 및 [수학식 2]에서의 분모는 0차 모멘트 분석을 이용하여 산출할 수 있고, 분자는 1차 모멘트 분석을 이용하여 산출할 수 있다.In Equations 1 and 2, 'i' and 'j' represent 'x' and 'y' axis positions in the image, and 'M (i, j)' corresponds to a dynamic object. Represents an area. In addition, the denominator in [Equation 1] and [Equation 2] can be calculated using a zero-order moment analysis, the molecule can be calculated using a first-order moment analysis.

한편, 출력부(27)는 동적 객체의 이상 동작 발생 시 이상 동작 발생을 알리기 위한 경보를 출력한다.Meanwhile, the output unit 27 outputs an alarm for notifying occurrence of an abnormal operation when an abnormal operation of the dynamic object occurs.

이러한, 출력부(27)는 사운드 모듈 및 표시 모듈 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The output unit 27 may include a sound module and a display module.

사운드 모듈은 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 경보 음성 또는 경보 알람 등 형태로 이상 동작 발생 경보를 출력한다.The sound module outputs an abnormal operation occurrence alarm in the form of an alarm voice or an alarm alarm when an abnormal operation of the dynamic object occurs.

표시 모듈은 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 경보 메시지 문구/문양 및 이상 동작 영상 저장부(21)에 저장되어 있는 이상 동작 발생 영상 중 적어도 어느 하나 이상을 디스플레이한다.When an abnormal operation of the dynamic object occurs, the display module displays at least one of the alarm message text / pattern and the abnormal operation occurrence image stored in the abnormal operation image storage unit 21.

판단부(28)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임에 설정된 바운딩 박스 중심점을 기준으로 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화를 추적하며, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하고, 그 판단 결과를 이상 동작 영상 저장부(21) 및 출력부(27)로 제공한다.The determination unit 28 tracks the size change of the motion area bounding box based on the bounding box center point set in each dynamic object appearance image frame, and determines whether an abnormal operation of the dynamic object occurs according to the size change of the motion area bounding box. The result of the determination is provided to the abnormal operation image storage unit 21 and the output unit 27.

이러한, 판단부(28)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 중 인접 프레임에 각기 설정된 바운딩 박스 중심점의 위치가 일정 탐색 영역 내에 위치하면, 인접 프레임 내에 각각 존재하는 동적 객체를 동일한 객체로 판단하고, 템플릿 매칭(Template Matching) 기법을 이용하여 인접 프레임 내에 각각 존재하며 동일한 객체로 판단된 동적 객체 간의 유사도를 측정할 수 있다.When the location of the bounding box center point set in the adjacent frame among the dynamic object appearance image frames is located in the predetermined search area, the determination unit 28 determines the dynamic objects existing in the adjacent frame as the same object, and matches the template. Using the Template Matching technique, the similarity between dynamic objects that exist in adjacent frames and is determined to be the same object can be measured.

또한, 판단부(28)는 동작 영역 바운딩 박스의 가로 대 세로비 변화량이 소정의 기준치를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기준치를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하게 된다.In addition, the determination unit 28 checks whether or not the amount of change in the aspect ratio of the operation area bounding box exceeds a predetermined reference value, and if it is determined that the reference value is exceeded, it is determined that an abnormal operation of the dynamic object occurs.

또한, 판단부(28)는 도 2에 도시된 바와 같이, 바운딩 박스 중심점으로부터 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 어느 하나의 변에 직교하는 제1선분과, 바운딩 박스 중심점으로부터 제1선분과 직교하는 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 변의 양 끝점 중 어느 하나를 잇는 제2선분 간의 사이각(θ)이 소정의 기준 각도(th)를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기준 각도를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하게 된다. 예를 들어, 제1선분은 바운딩 박스 중심점으로부터 동작 영역 바운딩 박스의 하변에 직교하는 선분으로, 제2선분은 바운딩 박스 중심점으로부터 동작 영역 바운딩 박스의 하변 양 끝점 중 어느 하나를 잇는 선분으로 이루어질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the determination unit 28 includes a first line segment orthogonal to any one side of the bounding box center point and an operating region orthogonal to the first line segment from the bounding box center point. If the angle θ between the second line connecting one of the two end points of the bounding box exceeds the predetermined reference angle th 하여 , and if it is determined that the reference angle exceeds the reference angle, It is determined that an abnormal operation occurs. For example, the first line segment may be a line segment orthogonal to the lower side of the operating area bounding box from the bounding box center point, and the second line segment may be a line segment connecting any one of both endpoints of the lower side of the operating area bounding box from the bounding box center point. .

이때, 판단부(28)는 아래의 [수학식 3]을 통해 제1선분과 제2선분 간의 사이각을 획득할 수 있다.At this time, the determination unit 28 may obtain an angle between the first line segment and the second line segment through Equation 3 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, 'a'는 동작 영역 바운딩 박스의 하변 중 제1선분 및 제2선분과 각각 교차하는 지점에 해당하는 부분의 길이이고, 'b'는 제1선분의 길이를 나타낸다.Here, 'a' is the length of a portion corresponding to a point intersecting the first line segment and the second line segment of the lower side of the operating area bounding box, and 'b' represents the length of the first line segment.

전술한 바와 같은 구성에 있어서, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.In the above-described configuration, a video-based abnormal operation monitoring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 as follows.

먼저, 촬영부(10)는 설치 공간에서의 특정 영역 촬영을 통해 촬영 영역에 대한 영상을 감시 장치(20)로 실시간 전달한다(S100).First, the photographing unit 10 transmits the image of the photographing area to the monitoring device 20 in real time by photographing a specific area in the installation space (S100).

상기한 단계 S100을 통해 감시 장치(20)로 전달되는 영상은 조명의 유무나, 주간/야간 여부에 따라 컬러 영상 또는 적외선 영상 등으로 이루어질 수 있다.The image transmitted to the monitoring device 20 through the above step S100 may be a color image or an infrared image according to the presence or absence of illumination or day / night.

상기한 단계 S100 이후, 감시 장치(20)는 배경 분리 기법을 통해 영상으로부터 배경 영상 프레임을 획득한다(S200).After the above step S100, the monitoring device 20 obtains a background image frame from the image through a background separation technique (S200).

상기한 단계 S200에서 감시 장치(20)는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 중 어느 하나의 프레임을 임시 배경 영상 프레임으로 지정한 다음, 임시 배경 영상 프레임과 상기한 단계 S100을 통해 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 간의 화소값 비교를 통해 각 영상 프레임 내에서 움직임이 있는 동적 객체와 움직임이 없는 배경을 구분 인식한 후, 영상 프레임 내에서 동적 객체를 추출하여 배경만으로 이루어진 배경 영상 프레임을 생성하고, 그 생성된 배경 영상 프레임을 내부에 저장하게 된다.In operation S200, the monitoring apparatus 20 designates one of the continuous image frames constituting the image as a temporary background image frame, and then configures the temporary background image frame and the image transmitted through the operation S100. Through the comparison of pixel values between successive image frames, the moving object and the moving background are distinguished from each other in each image frame, and the dynamic object is extracted from the image frame. The generated background image frame is stored therein.

또한, 상기한 단계 S200에서 감시 장치(20)는 내부에 저장된 배경 영상 프레임과 상기한 단계 S100을 통해 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 간의 화소값 비교를 통해 각 영상 프레임 내에서 움직임이 있는 동적 객체와 움직임이 없는 배경을 구분 인식한 후, 영상 프레임 내에서 동적 객체를 추출하여 배경만으로 이루어진 새로운 배경 영상 프레임을 생성하고, 그 생성된 새로운 배경 영상 프레임을 내부에 저장함으로써, 내부에 저장되어 있는 배경 영상 프레임을 주기적으로 갱신할 수 있다.In addition, in operation S200, the monitoring apparatus 20 may perform a motion within each image frame by comparing pixel values between a background image frame stored therein and successive image frames constituting an image transmitted through the operation S100. After recognizing the dynamic object and the motionless background, the dynamic object is extracted from the image frame to create a new background image frame consisting of only the background, and the generated new background image frame is stored internally. The background image frame may be periodically updated.

상기한 단계 S200 다음으로, 감시 장치(20)는 배경 영상 프레임을 기준으로 상기한 단계 S100을 통해 전달되는 영상을 구성하는 연속적인 영상 프레임들 중에서 동적 객체 출현 영상 프레임들을 검출한다(S300).Next to step S200, the monitoring apparatus 20 detects dynamic object appearance image frames from successive image frames constituting the image transmitted through step S100 based on the background image frame (S300).

상기한 단계 S300에서 감시 장치(20)는 상기한 단계 S200을 통해 획득한 배경 영상 프레임과 상기한 단계 S100을 통해 전달되는 각 영상 프레임 간의 화소값 차를 산출하고, 그 산출된 화소값 차가 임계치 이상인 화소를 움직임이 일어난 화소로 판단하고, 그 움직임이 일어난 화소를 갖는 영상 프레임을 동적 객체 출현 영상 프레임으로 검출하게 된다.In operation S300, the monitoring apparatus 20 calculates a pixel value difference between the background image frame acquired through step S200 and each image frame transmitted through step S100, and the calculated pixel value difference is equal to or greater than a threshold. The pixel is determined to be a motion pixel, and an image frame having the motion pixel is detected as a dynamic object appearance image frame.

상기한 단계 S300 이후, 감시 장치(20)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식한다(S400).After the above step S300, the monitoring device 20 recognizes a dynamic object present in each dynamic object appearance image frame (S400).

상기한 단계 S400에서 감시 장치(20)는 상기한 단계 S300을 통해 검출된 동적 객체 출현 영상 프레임 내에서 움직임이 일어난 화소들의 위치, 색상 및 화소값 등을 포함한 동적 객체 특징점 데이터를 추출하고, 그 추출된 동적 객체 특징점 데이터를 이용하여 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식할 수 있다.In operation S400, the monitoring apparatus 20 extracts dynamic object feature point data including positions, colors, and pixel values of pixels in which a motion occurs in the dynamic object appearance image frame detected through operation S300, and extracts the same. The dynamic object feature point data may be used to recognize a dynamic object existing in the dynamic object appearance image frame.

상기한 단계 S400 다음으로, 감시 장치(20)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 추출한 후, 그 추출된 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 각 동적 객체 출현 영상 프레임별 동적 객체의 동작 영역 바운딩 박스 및 바운딩 박스 중심점을 설정한다(S500).After the above step S400, the monitoring apparatus 20 extracts an operation region size and an operation position of the dynamic object existing in each dynamic object appearance image frame, and then uses the extracted operation region size and operation position of the dynamic object. An operation region bounding box and a bounding box center point of the dynamic object for each dynamic object appearance image frame are set (S500).

상기한 단계 S500에서, 동작 영역 바운딩 박스는 동적 객체를 포함하는 최소의 사각형 형상 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.In the above step S500, the operation area bounding box is preferably made of a minimum rectangular shape or the like containing a dynamic object.

상기한 단계 S500에서 감시 장치(20)는 각 이진 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 추출하기 위해 통계적 모멘트 분석 방식을 사용할 수 있다. In operation S500, the monitoring apparatus 20 may use a statistical moment analysis method to extract an operation region size and an operation position of a dynamic object existing in each binary image frame.

상기한 단계 S500 이후, 감시 장치(20)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임에 설정된 바운딩 박스 중심점을 기준으로 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화를 추적하며, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단한다(S600).After the above step S500, the monitoring apparatus 20 tracks the size change of the operation area bounding box based on the bounding box center point set in each dynamic object appearance image frame, and the abnormality of the dynamic object according to the size change of the operation area bounding box. It is determined whether the operation occurs (S600).

상기한 단계 S600에서 감시 장치(20)는 각 동적 객체 출현 영상 프레임 중 인접 프레임에 각기 설정된 바운딩 박스 중심점의 위치가 일정 탐색 영역 내에 위치하면, 인접 프레임 내에 각각 존재하는 동적 객체를 동일한 객체로 판단하고, 템플릿 매칭 기법을 이용하여 인접 프레임 내에 각각 존재하며 동일한 객체로 판단된 동적 객체 간의 유사도를 측정할 수 있다.In operation S600, when the position of the bounding box center point set in the adjacent frame among the dynamic object appearance image frames is located in the predetermined search area, the monitoring apparatus 20 determines that the dynamic objects existing in the adjacent frame are the same object. Using the template matching technique, the similarity between dynamic objects existing in adjacent frames and determined to be the same object can be measured.

상기한 단계 S600에서 감시 장치(20)는 동작 영역 바운딩 박스의 가로 대 세로비 변화량이 소정의 기준치를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기준치를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하게 된다.In operation S600, the monitoring apparatus 20 checks whether the aspect ratio change amount of the operation area bounding box exceeds a predetermined reference value, and if it exceeds the reference value, determines that an abnormal operation of the dynamic object occurs. do.

또한, 상기한 단계 S600에서 감시 장치(20)는 바운딩 박스 중심점으로부터 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 어느 하나의 변에 직교하는 제1선분과, 바운딩 박스 중심점으로부터 제1선분과 직교하는 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 변의 양 끝점 중 어느 하나를 잇는 제2선분 간의 사이각(θ)이 소정의 기준 각도(th)를 초과하는지 여부를 확인하여, 확인 결과 기준 각도를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하게 된다.In operation S600, the monitoring apparatus 20 may further include a first line segment orthogonal to any one side of the bounding box center point and the first line segment orthogonal to the first line segment from the bounding box center point. When the angle θ between the second line connecting any one of the two end points of the lateral side exceeds a predetermined reference angle (th 하여 ), and if the result of the check exceeds the reference angle, an abnormal operation of the dynamic object occurs. Will be judged.

상기한 단계 S600에서의 판단 결과, 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 감시 장치(20)는 이상 동작 발생을 알리기 위한 경보를 출력한다(S700).As a result of the determination in step S600, when an abnormal operation of the dynamic object occurs, the monitoring device 20 outputs an alarm for notifying occurrence of the abnormal operation (S700).

상기한 단계 S700에서 감시 장치(20)는 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 경보 음성 또는 경보 알람 등을 출력하면서, 이상 동작 발생 영상을 내부에 저장하거나, 경보 메시지 문구/문양 및 내부 저장된 이상 동작 발생 영상 중 적어도 어느 하나 이상을 디스플레이할 수 있다.
In operation S700, when the abnormal operation of the dynamic object occurs, the monitoring apparatus 20 outputs an alarm voice or an alarm alarm, and stores the abnormal operation occurrence image therein, or generates an alarm message phrase / pattern and an internal stored abnormal operation. At least one of the images may be displayed.

본 발명에 따른 영상 기반 이상 동작 감시 시스템 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The video-based abnormal motion monitoring system and method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range allowed by the technical idea of the present invention.

10: 촬영부 20: 감시 장치
21: 이상 동작 영상 저장부 22: 배경 영상 저장부
23: 배경 영상 관리부 24: 검출부
25: 추출부 26: 설정부
27: 출력부 28: 판단부
10: photographing unit 20: monitoring device
21: abnormal operation image storage unit 22: background image storage unit
23: background image management unit 24: detection unit
25: extraction section 26: setting section
27: output unit 28: determination unit

Claims (11)

촬영 영역에 대한 영상을 획득하는 촬영부; 및
상기 촬영부를 통해 획득한 영상 내에 동적 객체가 출현하면, 영상 내에 존재하는 동적 객체를 동작 영역 바운딩 박스(Bounding Box)로 표현하고, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생을 감시하는 감시 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
A photographing unit obtaining an image of a photographing area; And
When the dynamic object appears in the image acquired through the photographing unit, the dynamic object existing in the image is represented as an operation area bounding box, and the occurrence of abnormal motion of the dynamic object is monitored according to the change in the size of the operation area bounding box. An image-based abnormal motion monitoring system comprising a monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 감시 장치는,
배경 영상 프레임을 기준으로 상기 다시점 촬영부로부터 전달되는 컬러 영상을 구성하는 연속적인 컬러 영상 프레임들 중에서 동적 객체 출현 영상 프레임들을 검출하는 검출부;
상기 검출부를 통해 검출되는 동적 객체 출현 영상 프레임 내에서 동적 객체 특징점 데이터를 추출하는 추출부;
상기 추출부를 통해 추출된 동적 객체 특징점 데이터를 이용하여 상기 검출부를 통해 검출된 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식하고, 그 인식한 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 각 동적 객체 출현 영상 프레임별 동적 객체의 동작 영역 바운딩 박스 및 바운딩 박스 중심점을 설정하는 설정부; 및
상기 설정부를 통해 각 동적 객체 출현 영상 프레임에 설정된 바운딩 박스 중심점을 기준으로 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화를 추적하며, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하는 판단부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
The method of claim 1,
The monitoring device includes:
A detector for detecting dynamic object appearance image frames among successive color image frames constituting a color image transmitted from the multi-viewer based on a background image frame;
An extraction unit for extracting dynamic object feature point data in the dynamic object appearance image frame detected by the detection unit;
Recognizing dynamic objects existing in each dynamic object appearance image frame detected by the detector using the dynamic object feature point data extracted through the extractor, and using the motion region size and the motion position of the recognized dynamic object A setting unit configured to set an operating area bounding box and a bounding box center point of the dynamic object for each of the dynamic object appearance image frames; And
A determination unit which tracks the change in the size of the motion area bounding box based on the bounding box center point set in each dynamic object appearance image frame through the setting unit, and determines whether an abnormal operation of the dynamic object occurs according to the size change of the motion area bounding box. Image-based abnormal motion monitoring system, characterized in that made.
제2항에 있어서,
상기 판단부는,
각 동적 객체 출현 영상 프레임 중 인접 프레임에 각기 설정된 바운딩 박스 중심점의 위치가 일정 탐색 영역 내에 위치하면, 인접 프레임 내에 각각 존재하는 동적 객체를 동일한 객체로 판단하고, 템플릿 매칭(Template Matching) 기법을 이용하여 인접 프레임 내에 각각 존재하며 동일한 객체로 판단된 동적 객체 간의 유사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
The method of claim 2,
The determination unit,
When the location of the bounding box center point set in the adjacent frame among each dynamic object appearance frame is located within a certain search area, the dynamic objects existing in the adjacent frame are regarded as the same object, and the template matching method is used. An image-based abnormal motion monitoring system, characterized in that for measuring the similarity between the dynamic objects present in the adjacent frame and determined to be the same object.
제2항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 동작 영역 바운딩 박스의 가로 대 세로비 변화량이 기준치를 초과하는지 여부에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
The method of claim 2,
The determination unit,
And determining whether an abnormal motion of the dynamic object occurs according to whether the change in the aspect ratio of the motion area bounding box exceeds a reference value.
제2항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 바운딩 박스 중심점으로부터 상기 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 어느 하나의 변에 직교하는 제1선분과, 상기 바운딩 박스 중심점으로부터 상기 제1선분과 직교하는 상기 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 변의 양 끝점 중 어느 하나를 잇는 제2선분 간의 사이각이 기준 각도를 초과하는지 여부에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
The method of claim 2,
The determination unit,
Any one of a first line segment orthogonal to any one side of the bounding box center point from the bounding box center point, and either end point of a side of the side bounding the operating area bounding box orthogonal to the first line segment from the bounding box center point And determining whether an abnormal motion of the dynamic object occurs according to whether the angle between the second line segments exceeds the reference angle.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 촬영부는,
컬러 영상을 획득하는 컬러 카메라;
적외선 영상을 획득하는 적외선 카메라; 및
빛 감지 센서나 타이머에 의해 조명 유무 또는 주간/야간 여부를 확인하여 상기 컬러 카메라 및 상기 적외선 카메라의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein,
A color camera for obtaining a color image;
An infrared camera for acquiring an infrared image; And
An image-based abnormal motion monitoring system comprising a controller for controlling the operation of the color camera and the infrared camera by checking the presence or absence of illumination by a light sensor or timer.
제6항에 있어서,
상기 촬영부로부터 전달되는 영상 중에서 이상 동작 발생 시에 해당하는 영상을 저장하는 이상 동작 영상 저장부; 및
동적 객체의 이상 동작 발생 시 이상 동작 발생을 알리기 위한 경보를 출력하는 출력부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 시스템.
The method according to claim 6,
An abnormal operation image storage unit which stores an image corresponding to an abnormal operation occurrence among images transmitted from the photographing unit; And
And an output unit configured to output an alarm for notifying occurrence of an abnormal operation when the abnormal operation of the dynamic object occurs.
촬영부에서 촬영 영역에 대한 영상을 감시 장치로 실시간 전달하는 과정;
상기 감시 장치에서 상기 촬영부로부터 전달되는 영상으로부터 배경 영상 프레임을 획득하는 과정;
상기 감시 장치에서 상기 배경 영상 프레임을 기준으로 상기 촬영부로부터 전달되는 영상을 구성하는 영상 프레임들 중에서 동적 객체 출현 영상 프레임들을 검출하는 과정;
상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체를 인식하는 과정;
상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임 내에 존재하는 동적 객체의 동작 영역 크기 및 동작 위치를 이용하여 각 동적 객체 출현 영상 프레임별 동적 객체의 동작 영역 바운딩 박스(Bounding Box) 및 바운딩 박스 중심점을 설정하는 과정;
상기 감시 장치에서 각 동적 객체 출현 영상 프레임에 설정된 바운딩 박스 중심점을 기준으로 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화를 추적하며, 동작 영역 바운딩 박스의 크기 변화에 따라 동적 객체의 이상 동작 발생 여부를 판단하는 과정; 및
상기 감시 장치에서 상기 판단 결과 동적 객체의 이상 동작 발생 시, 이상 동작 발생을 알리기 위한 경보를 출력하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 방법.
Real-time delivery of the image of the photographing area to the monitoring apparatus by the photographing unit;
Obtaining a background image frame from an image transmitted from the photographing unit in the monitoring apparatus;
Detecting, by the monitoring apparatus, dynamic object appearance image frames among image frames constituting an image transmitted from the photographing unit based on the background image frame;
Recognizing, by the monitoring apparatus, a dynamic object present in each dynamic object appearance image frame;
The monitoring apparatus sets a bounding box and a bounding box center point of the dynamic object for each dynamic object appearance image frame by using the motion region size and the motion position of the dynamic object present in each dynamic object appearance image frame. process;
Tracking, by the monitoring apparatus, the size change of the operation area bounding box based on the bounding box center point set in each dynamic object appearance image frame, and determining whether an abnormal operation of the dynamic object occurs according to the size change of the operation area bounding box; And
And outputting an alarm for notifying occurrence of an abnormal operation when an abnormal operation of a dynamic object occurs as a result of the determination by the monitoring apparatus.
제8항에 있어서,
상기 촬영부에서 감시 장치로 전달되는 영상은,
컬러 영상 또는 적외선 영상인 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 방법.
9. The method of claim 8,
The image transmitted from the photographing unit to the monitoring device,
Image-based abnormal motion monitoring method characterized in that the color image or infrared image.
제9항에 있어서,
상기 이상 동작 발생 여부를 판단하는 과정은,
상기 동작 영역 바운딩 박스의 가로 대 세로비 변화량이 기준치를 초과하는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 동작 영역 바운딩 박스의 가로 대 세로비 변화량이 기준치를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 방법.
10. The method of claim 9,
The process of determining whether the abnormal operation occurs,
Confirming whether a change in an aspect ratio of the operating area bounding box exceeds a reference value; And
And determining that an abnormal motion of the dynamic object occurs when a change in the aspect ratio of the motion area bounding box exceeds a reference value.
제9항에 있어서,
상기 이상 동작 발생 여부를 판단하는 과정은,
상기 바운딩 박스 중심점으로부터 상기 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 어느 하나의 변에 직교하는 제1선분과, 상기 바운딩 박스 중심점으로부터 제1선분과 직교하는 상기 동작 영역 바운딩 박스를 이루는 변의 양 끝점 중 어느 하나를 잇는 제2선분 간의 사이각이 기준 각도를 초과하는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 제1선분과 상기 제2선분 간의 사이각이 기준 각도를 초과하는 경우, 동적 객체의 이상 동작 발생으로 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 기반 이상 동작 감시 방법.
10. The method of claim 9,
The process of determining whether the abnormal operation occurs,
A first line segment orthogonal to any one side forming the operating area bounding box from the bounding box center point, and one end point of either side of the side forming the operating area bounding box orthogonal to the first line segment from the bounding box center point; Checking whether the angle between the second line segments exceeds the reference angle; And
And determining that an abnormal motion of the dynamic object occurs when the angle between the first line segment and the second line segment exceeds a reference angle.
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