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영상관제 인프라 진화와 지능형 영상관제 플랫폼 부상

기사승인 2019.04.12  09:36:59

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- 통합 영상보안, 네트워크 기반 고해상도 영상 분석과 관리로 데이터 혁신 이룬다

[CCTV뉴스=이승윤 기자] 지난 30여 년 동안 영상관제 인프라 시장은 아날로그 방식의 영상보안 시스템에서 디지털화 된 영상 시스템으로 바뀌면서 영상에 대한 녹화, 전송, 저장과 보관에 대한 기술이 급성장하는 계기를 마련했다. 또한, 디지털화 된 영상은 동일한 서버 환경에서 네트워크 기반으로 영상 처리에서부터, 영상 관리·분석 소프트웨어와의 연계가 가능해지면서 영상보안 시스템의 지형을 바꾸어 놓았다.

글 효성인포메이션시스템 DATA 사업팀 이호상 컨설턴트

영상의 디지털화를 통해 IP 네트워크 기반의 영상 기기와 소프트웨어에 획기적인 발전을 이룰 수 있었으며, 지능형 영상보안과 통합모니터링을 통한 진정한 ‘통합 영상 인프라’를 구축하고, 더 나아가 도시의 통합인 ‘스마트 시티’의 기반을 마련할 수 있게 됐다. 현재 영상관제 분야에서는 컴퓨터 비전과 고급 분석 기술이 도시, 공항, 대학, 교통 기관과 기업 등에서 중요 구역의 침입 감지, 객체의 계수, 대기열 분석과 주차 공간 분석, 교통 흐름 분석, 매장 고객의 패턴 분석 등 다양한 사례에 활용되고 있다. 또한 환경 노이즈에 대한 이미지 개선과 이미지 분석을 통한 개인정보보호와 같이 더 발전된 응용분야에 적용되고 있다. 특히, 전세계적으로 활발해지고 있는 스마트 시티 구축 프로젝트에서는 단순한 CCTV 영상 감시와 함께 도시 전체에서 발생하는 방대한 양의 데이터를 통합하고 분석해 인사이트를 도출하는 일이 핵심이다.

행정안전부는 2017년부터 지방자치단체의 CCTV통합관제센터 인력 부족 문제를 해결하기 위한 지능형 영상관제 도입 방안을 추진하기 시작했고, 2018년 화성시를 선정해 지능형 선별관제 시스템을 시범 도입했다. 이러한 정책의 일환은 아니지만, AI 기술로 특정 영상만을 자동으로 선별하고 전송하는 지능형 선별관제 시스템은 원주, 대전, 구미, 광주 등 여러 지자체에서 구축했거나 구축 중에 있으며, AI 기술 기반의 지능형 영상관제 도입은 고양, 안양 등의 다양한 지자체로 확대되고 있다.

아날로그 기반 VCR, 디지털 영상 시스템으로 발전

약 30년 전, 영상보안 인프라 시장의 초기 솔루션은 아날로그 카메라와 녹화기를 케이블로 직접 연결해 영상을 저장하는 VCR(Video Cassette Recorder)을 활용해 왔다. 하지만 테이프는 용량과 확장성이 낮으며, 수작업으로 교체해야 하는 불편함이 있고, 중복사용으로 인한 테이프 손상과 데이터 유실 가능성이 대단히 높고, 시간이 흐를수록 영상 화질도 점점 낮아진다.

확장성과 활용도가 낮은 이러한 아날로그 영상보안 인프라는 16대의 카메라를 통한 8시간 녹화가 관리 가능한 최대 규모여서 개별 시스템으로 계속 확장할 수밖에 없었다. 개별 녹화 영상은 전용 또는 공유CRT(Cathode Ray Tube) 스크린을 통해서만 볼 수 있으며 멀티 윈도우 사용과 부분 재생 또한 불가능했다. 이로 인해 통합 인프라 구축은 실행될 수 없었을 뿐만 아니라, 데이터 시각화, 패턴 탐지, 얼굴 인식, 행동 분석 등 영상 분석 기능에 대한 개념 자체를 상상할 수 없었다.

영상의 디지털화는 디지털 영상저장장치인 DVR(Digital Video Recorder)이 개발되면서, 급속도로 빠르게 발전됐다. 초기 아날로그 카메라와 DVR간 케이블 연결 방식을 통해 아날로그 영상은 디지털 방식으로 압축돼 하드디스크에 저장할 수 있게 되었다. 또한 초기 테이프 저장 방식과 비교해 뛰어난 신뢰성과 미디어 지속성을 제공할 수 있었다. 하지만 아날로그 카메라의 한계인 저해상도의 영상품질로 영상 식별에 어려움이 따랐다. 영상품질을 향상시킨 HD-SDI(High Definition Serial Digital Interface)가 있었지만, 여전히 카메라 입력 제한과 원거리 전송의 한계점이 나타났다.

CRT

음극선관을 말하며 일명 브라운관이라고도 한다. 전기신호를 전자빔 작용에 의해 영상이나 도형, 문자 등의 광학적인 영상으로 변환해 표시하는 특수 진공관이다.

DVR

디지털 영상 저장과 전송 장비. 아날로그 영상 감시 장비인 CCTV를 대체하는 디지털 영상 감시 장비로, 주로 건물 안팎이나 주차장의 보안 상태를 점검하는데 사용된다.

HD-SDI

HD-SDI는 메가 픽셀화면(1280×720 이상)을 시리얼 라인(동축)을 이용해 전송하기 위한 디지털 영상 전송규격이다.

IP 네트워크 기반 시스템 전환, 원거리 영상 처리와 영상 분석 가능

DVR은 IP(Internet Protocol) 네트워크로의 전환을 통해 카메라, 녹화 장비와 영상 재생을 모두 네트워크 기반으로 지원할 수 있게 됐으며, 디지털 카메라를 통해 고해상도의 영상을 확보할 수 있다는 것이 주요 특장점이다. 또한, 네트워크 상에서 영상 감시 솔루션을 훨씬 쉽게 배치할 수 있다.

‘IP 기반 영상 시스템’이 지원하는 기능들은 다음과 같다.

▲촬영된 영상을 압축해 이더넷 인프라 사용해 전송 (비디오 인코더를 활용 아날로그 영상도 이더넷 전송이 가능)

▲원거리 데이터 전송뿐 아니라, 카메라 회전과 줌 등의 카메라 제어도 원격지에서 처리

▲고화질 영상 처리를 통한 얼굴 인식과 움직임 탐지 기능의 영상 분석 가능

▲동일한 스크린에서 여러 이미지를 수월하게 볼 수 있는 디지털 모니터 지원

▲IP 기반 지능형 영상보안 솔루션, 대량의 영상 데이터 처리, 녹화와 관리 지원

최근 영상보안 솔루션은 모니터링 자동화, 이슈 발생 시 경보, AI 기반 영상 분석을 통한 통찰력 확보 등 지능형 영상보안과 모니터링을 보다 손쉽게 지원하는 방향으로 발전하고 있다. 이로 인해 영상 보안 전문가들은 영상의 품질 유지와 액세스 정책 등 더욱 중요한 기능들에 집중할 수 있게 됐으며, 녹화 영상에 대한 액세스와 카메라 제어 권한을 확보할 수 있게 됐다. 보안과 IT 전문가들은 영상 데이터 활용 전략 수립에 집중하고 있다.

IP 기반의 지능형 영상보안 기술은 품질 관리를 위한 공정 프로세스 최적화, 건물과 교통 관리를 위한 유동인구 파악, 상점 고객 선호도 분석, 국경 침범 발생에 대한 자동 경보 등 다양한 산업 분야의 애플리케이션에 적용되고 있다. 기존 시스템과는 완전히 다른 혁신을 가져온 셈이다. ‘지능형 영상보안’ 또는 ‘통합 관제 시스템’이라는 용어가 새롭게 등장한 것은 이러한 활용사례들이 부상하고있음을 보여준다.

또한, 이러한 영상 애플리케이션들은 가상화 서버를 기반으로 운영돼 보다 유연한 확장성을 지닌다. VM웨어 v스피어(VMware vSphere)와 같은 플랫폼을 사용함으로써 서버 자원 활용도를 높이며, 데이터센터 상면공간과 전력 비용을 대폭 절감할 수 있다. 이러한 성과는 영상보안 솔루션이 대용량의 스트리밍 데이터 처리, 녹화와 관리 요구에 부응할 수 있도록 설계돼야 한다는 것을 보여준다. 이러한 요구를 충족시키지 않을 경우, 애플리케이션의 성능과 영상 프레임이 낮아지며 데이터 손실이 발생할 수 있다.

영상관제 관련 다양한 기업 요구사항에 최적화된 솔루션 개발 필수!

영상 네트워크 기술의 발전 덕분에 영상관제 시스템은 과거 아날로그 CCTV 중심에서, 고해상도의 디지털 영상, 공공 안전과 보안 시스템, 생활 방범, 사고 예방 등 지능형 영상분석 플랫폼으로 발전 해왔다. 현재 국내 보안 업계에서도 지능형 영상보안 기술이 활발하게 개발되고 있으며, 영상 데이터 처리량과 분석 정확도 향상을 위해 클라우드 컴퓨팅, 머신러닝과 딥러닝 기술이 접목되고 있다.

현재 영상 관제와 분석 시스템 도입 수요는 공공기관, 소매, 유통 등 다양한 산업군에서 발생하고 있으며, 기업들의 도입 목적은 매우 다양하다. 이에 영상관제 시장을 선도하기 위해서는 방대한 양의 영상에 대한 기업들의 모니터링과 분석 수요를 충족시킬 수 있도록 고성능의 안정적인 인프라뿐 아니라 지능형 영상 처리와 스마트 관제 등 영상 인프라에서 구동되는 첨단 소프트웨어 개발이 필수적이다. 또한, 단지 영상관제 하드웨어와 소프트웨어 제품을 공급하는 것을 넘어 기업들의 요구사항에 최적화된 솔루션 구축과 운영을 지원할 수 있도록 영상 분야의 다양한 사업자들과 기술개발 측면에서 긴밀하게 협력해야 한다.

<효성인포메이션시스템 지능형 통합영상관제 플랫폼 구축 사례>

체리부로 ‘스마트팜’ 인프라 구축

효성인포메이션시스템은 스마트 인더스트리 분야 육계관리 기업 양계인, 국내 네트워크 영상 통합 관제 솔루션 개발사와 영상 빅데이터 / IoT 분야 선도 기업들과 협력을 통해, 국내 최초로 체리부로의 지능형 통합영상관제와 분석 플랫폼 구축을 완료했다.

체리부로의 스마트 영상관제와 분석 인프라 구축 프로젝트는 농림부의 ‘양계 농가 대상 조류인플루엔자 방역 인프라 설치’ 사업의 일환으로 진행됐으며, 효성인포메이션시스템은 체리부로 관리 농가 대상 CCTV (1000채널)를 동시 처리하며 자동 페일오버를 통해 시스템 전체의 무 중단 운영을 보장하는 지능형 영상관제시스템을 구축했다. 이를 통해 체리부로는 전국 250여 협력 양계 농가를 통합 관리와 지원할 수 있는 높은 성능과 안정성을 갖춘 통합 인프라를 갖출 수 있게 됐다.

특히, 조류 인플루엔자의 발생을 최소화하고 확산을 막기 위해서는 특정 차량의 방문이력을 추적해 해당 차량이 조류 인플루엔자가 발생한 곳을 다녀왔는지 여부를 파악하고 추가 양계 농가에 출입해 확산을 사전에 방지한다. 체리부로의 통합 영상관제 서비스는 모바일 어플리케이션과 웹(web)을 통해 양계 농가의 출입 차량과 양계 공정을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 지원함으로써, 조류 인플루엔자 방역과 확산 방지를 위한 핵심적인 기반이 됐다.

정부는 육계 농가의 CCTV 카메라 설치 의무화를 추진 중이며, 체리부로 이외의 다른 계열화 사업자들도 제2, 제3의 통합영상관제 시스템 구축에 관심을 갖게 될 것으로 기대된다.

효성인포메이션시스템 관계자는 “이번 체리부로의 스마트팜 인프라 구축 프로젝트에 참가해 가상화, 영상 빅데이터 분석과 IoT 기술이 결합된 지능형 통합영상관제 플랫폼 전체를 설계와구축한 경험을 통해 영상관제 분야 전문성을 더욱 높일 수 있었다”며, “효성인포메이션시스템은 앞으로 보다 많은 조직들이 복잡한 IoT 데이터와 대용량의 영상 데이터를 신속하고 편리하게 접근과 분석할 수 있도록 관련 업체들과의 기술 개발 협력에 힘쓰고 자체적인 기술 지원 역량을 강화할 것”이라고 말했다.

이승윤 기자 hljysy@cctvnews.co.kr

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