경성대 박장식 교수
‘지능형 CCTV 동향 및 전망’
경성대학교 박장식 교수가 ‘지능형 CCTV 동향 및 전망’을 주제로 지능형 CCTV기술의 개요와 기술 개발 동향 및 응용사례 등을 발표했다.
지능형 CCTV기술 개요
최근 정부는 우리나라의 생활수준에 맞춰 안전하고 건강하게 산업을 변화하고자 한다. 그러나 2011년까지 나와 있는 경찰청 통계 자료에 의하면 강력범죄(흉악) 발생은 2007년에 비해 비슷하거나 늘어난 것(강간 범죄)으로 조사되었다.
놀라운 것은 검거율은 4년 전보다 낮아진 수치다. 교통사고로 인한 사망사고는 다행히 많이 줄었으나 부상자나 교통사고 건수는 일정하게 발생하고 있다.
최근 10년간 자연 재난으로 인해 평균 137명의 인명 피해를 입었고, 1조 7000억 원의 재산 피해가 발생했다. 피해 복구를 위한 비용으로는 2조 6000억 원이 소요되어 자연 재난의 예방을 위한 연구 개발 및 현장 적용이 필요하게 되었다.
2010년 1월 소방방재청이 내놓은 자료에 따르면 2009년 화재발생현황 분석 결과 1일 평균 129.6건의 화재로 인한 인명 피해는 6.7명(사망 1.1명), 1일 평균 화재로 인한 재산 피해는 6억9천만 원으로 나타났다. 화재를 예방하거나 화재 발생의 조기 검출·대응이 절실히 필요하다. 이러한 자연적·인위적 사건 사고에 대응하기 위해 CCTV가 많이 보급되고 있다. 그러나 공공시설에서 무작위로 사용되는 CCTV로 인한 사생활침해 문제가 발생하기도 한다. 
지능형 CCTV시스템의 필요성이 나타나게 된 이유는 크게 세 가지다. 첫째, 늘어가는 강력 범죄율 증가로 인한 사회 공포심 확산, 범죄율은 감소했지만 날로 국제화되고 지능화되는 범죄 및 강력 범죄율 증가로 인해 지능형 CCTV시스템이 요구되고 있다.
둘째, 생계형 범죄의 급증과 더불어 인륜경시풍조가 사회 및 부유층에 대한 적대감으로 표출되는 등 경제·사회적 갈등이 범죄현상으로 표출되어 범죄가 급증했다.
또한 엄격한 증명의 요구, 피의자의 인권 옹호 등의 사회적 요구를 반영하여 신중한 수사와 처리 결과 기소율이 감소하는 추세다. 아울러 범죄 상황 시 빠르고 정확한 증거 확보에 대한 요구가 증대되었다.
셋째, 안전행정부는 2010년부터 2015년까지 전국 지자체 단위로 220군데 CCTV 통합관제센터 건립을 목표로 삼고 있다. 물리적인 CCTV 장비 통합은 되고 있으나, 통합된 CCTV들을 소수의 인원으로 관제할 수 있는 시스템이 요구된다.
세계 지능형 영상감시 시장은 2010년 기준 약 2억27550만 달러로 집계되었으며, 2012년에는 3억9480만 달러의 시장 규모를 전망하고 있어 시장규모는 해마다 증가될 전망이다.
2007년 CNN 리포트에 따르면 CCTV 모니터링 자원이 12분 간 모니터링하게 되면 태만해지는 행동들이 45% 발생하고, 22분이 지나면 95% 이상의 근무 효율이 떨어진다고 나타났다.
사람이 많은 CCTV를 한 번에 오래 모니터링 하는 것에는 한계가 있어 사람을 대신해 사건사고를 자동으로 감지해주는 지능형 CCTV시스템의 필요성이 대두되었다.
지능형 CCTV 시장의 동향 및 기술 현황
한국인터넷진흥원(KISA) 자료에 의하면 2010년 기준 1조 8561억 원에서 2011년 1조 9790억 원으로 6.6% 성장했으며, 2009년 전체 물리보안 산업규모의 39%에 달하는 가장 큰 비중을 차지한 CCTV 카메라 제품은 연평균 8%씩 성장했다. 2011년 IMS 리서치 자료에 따르면 지능형 영상감시 시장 규모는 2011년 16.4%, 2012년 23.1% 성장했고, 2015년 전망치를 6억9천만 달러로 추정하면서 연평균 20%의 고성장 분야로 전망하고 있다.
지능형 감시시스템 구성은 그림2와 같다. 지능형 감시시스템의 기술은 배경추적, 특징추출, 오브젝트 검출, 추적, 판정으로 구성된다. 대부분의 알고리즘은 공개되어 있는 상태고 인터넷에서 오픈식으로 제공한 것으로도 대부분 구현할 수 있다.
지능형 감시시스템은 크게 영상감시(인식, 추적), 영상프라이버시 보호, 영상보호시스템, 관제시스템 형식으로 나뉜다. 지능형 영상인식 기술 관련 해외기업은 미국의 오브젝트비디오, 하니웰, 일본의 소니 등이 있고, 국내 기업은 삼성전자, 일리시스, 아이디스, 에이치엠씨 등이 있다. 특이점은 점점 임베디드화 되어 가고 있다는 것이다. 영상추적 기술은 미국의 Verint, 국내 삼성전자, ETRI(한국전자통신연구원), 에이치엠씨 등이 연구하고 있다.
영상프라이버시 보호 기술 관련 해외기업은 EMITALL(스위스), 3VR, Kentucky 대학교(미국), 파나소닉(일본) 등이 있고, 국내에서는 삼성전자, 삼성테크윈, ETRI에서 개발한 기술을 국내 기업에서 기술이전 받아 구현하고 있는 상황이다. 영상보호시스템은 해킹에 대응하기 위한 기술로, 미국의 AXIS가 CCTV를 먼저 시작했고, 3VR, Pelco, 일본 파나소닉 등의 기업과 국내 삼성전자, 삼성테크윈, 윈포넷, 아이디스, ETRI가 네트워크 보안을 진행하고 있다. 관제시스템 기술은 미국의 3VR, Verint, 독일의 Bosch 등에서 나오고 있고, 국내에서는 아이디스 뿐 아니라 실제 현장에서 이노뎁과 리얼허브가 많이 쓰이고 있다.
한편, 이기종 간의 호환을 위한 기술로 국외 PSIA(Physical Security Interoperability Alliance), ONVIF(Open Network Video Interface Forum)과 국내 K-프로토콜이 있다.
지능형 감시시스템에에는 상황인지 CCTV시스템이 추가되는데, 이는 주택가나 골목길 불법투기, 야간에 발생할 수 있는 사고 상황을 인지해 사전 경보하는 시스템이다. 여기에는 카메라, 적외선 카메라, 마이크, 스피커가 현장 장치에 연결된다. 아울러 통합 관제 저장을 위해 통합관제시스템, 상황인지시스템으로 구성된다. 현재 목표는 8채널을 동시 집계할 수 있는 상황인지시스템 개발, 사후 상황에 대한 정보를 추론하여 상황에 맞는 분석을 할 수 있도록 해주는 시스템 개발이다.
하지만 지능형 CCTV시스템을 실현함에 있어서 그림자의 시간대별 조건의 차이점, 실내등/가로등/차량 조명 등 인공조명의 조건, 적외선영상, 열화상영상 등의 신기술 적용, 날씨 및 계절, 해상도·프레임 변경을 통한 DB 구축 및 제공 등의 어려움이 있다.
기술 개발 및 응용 사례
지능형 CCTV시스템이 많이 응용되고 있다. GMM(Gaussian Mixture Model)기반의 화염 및 연기 검출 시스템은 명도 및 채도 변화에 강건한 영상기반 화재 알고리즘 개발로 오경보율을 최소화하고자 한다. 실현할 수 있는 영역 중 하나가 지하전력구인데, 이곳에 화재가 발생하면 매우 넓은 구간에 영향을 주기 때문에 화재 감시가 필요하다. 전국의 한국전력의 무인변전소는 100개가 넘어 보안, 화재 검출 시스템을 요구한다.
또한, 경주 불국사에 화재 감시시스템이 운영 중이고, 항만의 AIS(Automatic Identification System) 연동 선박을 추적하여 내항 선박의 충돌 사고를 모니터링 하고 있으며, 한국도로공사는 터널사고감지시스템을 활용하고 있다.
한편, 상황인지 CCTV시스템은 배회, 월담(침입) 상황, 폭행 상황, 방치물 상황 등의 특이행동을 검출하는 기술 개발에 활용되고 있다. 국내 기업 포스텍은 원거리의 다양한 환경 조건(실내/외 조명)에서 CCTV 감시카메라를 이용한 실시간 얼굴 검출 및 인식시스템을 개발했다. 영상 뿐 아니라 특이상황의 음성 특성을 분석해 상황을 인지하는데 활용하기 위한 개발도 진행 중이다.
지능형 영상감시 시스템 기술은 단순 DVR에서 NVR로 변화했고, 지능형 객체검출 및 인식, 추적, 상황인식 기술이 개발되고 있으며, 개인 정보보호기술 수요가 높아지면서 빅데이터 기반의 통합관제 시스템이 요구되고 있다. 대규모의 영상채널에 대한 효율적 대응을 위해 지능형 영상기술이 임베디드화 되고, 영상데이터 저장을 센터와 로컬로 이중화하고 있다.
우천 등의 기상이 나쁜 상황에서 안전 운행 지원, 범죄 발생 가능성이 높은 야간에 적절한 영상분석 기술 개발, 폐공가 등의 인적 없는 지역에서의 범죄 예방 및 신속 대응이 필요하다. 기술개발 기업과 수요처 모두 만족할 수 있는 객관적인 성능평가인증체계와 지능형 영상분석시스템 기술 및 솔루션 경쟁력을 향상하기 위한 영상 DB 구축이 필요하겠다. <안은혜 기자>
