졸업작품 중간보고서

건국대학교 컴퓨터공학부 지도교수 : 김기천 (인)

학생 : 200814182 / 김난영 학생 : 200814186 / 서정원

U-City 거주자 보호 시스템

INDEX • Review Project

o 프로젝트 간략소개(Review project)

• Major Technology

o HTML5

o Android Platform

o Wowza Streaming Platform

o OpenCV

• Marketing & Research

o 관련 기술 현황

o 시장 현황

o 관련 제품 현황

o 업계 흐름 및 동향

• Project Requirement

o 요구사항

• Project Specifications

o H/W Spec

• 캠코더

• 영상처리 보드

• 서버

o S/W Spec

• Wowza 스트리밍 플랫폼

o System Architecture

• Overall design

• Prototype in progress

o 웹 서버 , 스트리밍 서버 등 프로젝트 환경 구축 • The Current progress

o 현재 중 진행단계

• Following plan o 다음 진행 계획

INDEX

Review Project

프로젝트 소개

• U-City 서비스를 효과적으로 통제 할 수 있는 정보 시스템

• 모바일기기를 통해 유비쿼터스 환경을 가미한 보호자 관리 서비스

• ‘침입감지’과 ‘거주자보호’ 의 형태로 영상정보를 획득이 가능하다.

CCTV와 IT기술을 융합한 관련 서비스

U-Cty 서비스를 효과적으로 관리 / 이용하고 이를 통제 할수 있는 정보 시스템 구축이 요구된다.

Review project

프로젝트 목적

• 프로젝트 하드웨어 구성의 변경

o IP기반 CCTV -> HD급 영상전송을 위한 캠코더

o 영상 정보를 서버로 전송 하기 위한 영상 보드 추가

• 프로젝트 제공 서비스 변경 o 종합 통제 시스템 구축 -> 거주자 보호 시스템

• 프로젝트 구현의 부분적 변경_기술적 추가 o OpenCV 를 통한 영상 처리 분야 추가 적용

o 웹 로그인을 통한 다수의 클라이언트 처리 시스템 적용

프로젝트 변경사항

Review project

• Konkuk U-City Protection System o U-City 거주자를 위한 CCTV 방범/치안기능

o 웹 서비스와 안드로이드 모바일 애플리케이션을 통한 영상정보 획득

o 임산부, 아이들, 노약자 등 U-City 거주자의 신속한 안전 대책 및 재난구조 기능을 수행

• 안드로이드 애플리케이션 의 기능 o CCTV 영상 재생 기능

o 문제 상황발생시 알람 기능, MMS영상 사진 수신 기능

o 감시 모드 전환 기능 ( 주거지 침입탐지 / 거주자 보호 )

o 이벤트 로그 기능

• 웹 서비스의 기능 o 세부 이벤트 로그 기능

o 영상 저장/재생 기능

o 회원 가입, 정보 및 서비스 관리

o 문제 상황 발생시 경보음 출력

프로젝트 기능소개

Review project

새롭게 고려되고 있는 사항

o 다양한 모바일 기기에서 접근을 위한 모바일 웹 페이지 제작 고려

o 모바일 웹 서비스와 HTML5 기술을 접목한 서비스 구현

Review project

• CCTV 영상에 대한 추가 정보의 부재

• 모바일 기기를 통한 이동형 CCTV 구현 및 관리

(모바일 기기로 이동형 CCTV 구축) 단순한 영상정보

Review project

Major Technology

HTML5

Android Platform

Wowza Streaming Platform

OpenCV

Major Technology

프로젝트 주 사용 기술

프로젝트 사용기술

별도의 플러그인 설치 없이 추가 확장된 마크업 언어를 통한 멀티미디어 기능 사용

1. HTML5

안드로이드 모바일 애플리케이션 제작 플랫폼

HD Camera 장비로 부터 얻은 영상정보를 다른 장비로 스트리밍 해주는 기능 담당

2. Android Platform

3. Wowza Streaming Platform

영상처리 라이브러리 제공

4. OpenCV

Major Technology

Major Technology

프로젝트 주 사용 기술 • HTML 5

• HTML 5는 W3C에서 만들고 있는 차세대 웹 표준으로서 마이크로소프트, 모질라, 애플, 구글, 오페라 등 모든 웹 브라우저 벤더가 참여하고 있는 산업 표준이기도 합니다. 2004년 WHATWG의 초안으로 부터 시작된 이 표준안은 시맨틱 마크업, 편리한 웹폼 기능, 리치 웹 애플리케이션 API 들을 담고 있으며 2007년 부터 W3C HTML W/G에서 표준안이 만들어 지고 있다.

• HTML5의 주요 목적은 과거 HTML의 호환성을 유지하면서 웹 개발자들이 실질적으

로 부딫히는 문제를 해결 하고 HTML 문서가 좀더 의미 있으면서도 리치 웹 애플리케이션 기능을 수행할 수 있는 범용 표준을 만드는 데 있다.

• 즉, 웹 문서 기반을 그대로 유지하면서 웹 브라우저 간의 상호 운용성을 위한 세부적인 지침을 담고 있으며 필요에 따라 각 이해 관계자를 위한 별도 문서도 제작해서 배포하고 한다. HTML5는 향후 웹 브라우저의 가장 표준 기반 렌더링 엔진의 문서 타입이 될 것이다.

Wowza Media Server 2 One Media Server. Any Platform. Any Screen. Wowza Media Server 2 is the proven, industrial strength media server for streaming video/audio content, video/audio/text chat, recording, and RIA. It takes your H.264 video to any screen - the desktop, mobile and the living room - for unified streaming on all popular media platforms: Adobe Flash Apple iOS: iPhone, iPad, and iPod touch Microsoft Silverlight Apple QuickTime Android, Blackberry and other 3GPP platforms Set-top boxes and more... Wowza Media Server 2 unifies the any-screen H.264 streaming into a single workflow. This capability eliminates the need for multiple player-specific encoders and servers. With Wowza Media Server 2 you can do it all at an unbeatable price — 75% less than the single-protocol Adobe Flash Media Interactive Server (FMIS) or limited protocol Microsoft Windows Server® with IIS. Proclaimed the Best Streaming Innovation of 2009 and 2010, and hailed 'the smart choice' by our customers and the industry for three years in a row, Wowza Media Server 2 makes the any-screen streaming affordable for organizations of all sizes — from the smallest enterprises to hosting providers and CDNs. Wowza Media Server 2 is available in several editions to meet your business and technical needs — see our Editions and Pricing page for more details on the edition that is right for you. Our customers are using Wowza Media Server 2 in many creative ways, in a variety of applications — explore why Wowza Media Server 2 is the smart choice for you too.

Major Technology

프로젝트 주 사용 기술 • Wowza Media Server2

Major Technology

프로젝트 주 사용 기술 • Android Mobile Platform

What is Android? • Android is a software stack for mobile devices that includes an operating system,

middleware and key applications. The Android SDKprovides the tools and APIs necessary to begin developing applications on the Android platform using the Java programming language.

Features • Application framework enabling reuse and replacement of components • Dalvik virtual machine optimized for mobile devices • Integrated browser based on the open source WebKit engine • Optimized graphics powered by a custom 2D graphics library; 3D graphics

based on the OpenGL ES 1.0 specification (hardware acceleration optional) • SQLite for structured data storage • Media support for common audio, video, and still image formats (MPEG4, H.264,

MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF) • GSM Telephony (hardware dependent) • Bluetooth, EDGE, 3G, and WiFi (hardware dependent) • Camera, GPS, compass, and accelerometer (hardware dependent) • Rich development environment including a device emulator, tools for

debugging, memory and performance profiling, and a plugin for the Eclipse IDE

OpenCV(Open Source Computer Vision) 인텔에서 만든 강력한 영상처리 라이브러리 2기초 영상처리서부터 고급 수준의 영상처리 까지 상당한 량의 알고리즘들이 함수로 구현되어 있음 Open Source Project 진행하고 있음.

Major Technology

프로젝트 주 사용 기술 • OpenCV

Marketing & Research

관련 기술 현황 시장 현황

관련 제품 현황 업계 흐름 및 동향

CCTV(Closed Circuit Television) 산업 개요

• 가정 및 공공기관 등 산업 전반으로 사용범위가 넓어졌으며, 특수목적으로써 의료, 군사, 항공 및 우주 개발로도 수요가 확대됨.

• 그러나 시큐리티를 주요 목적하는 CCTV 역시 프라이버시 침해라는 양면성으로 인해 시큐러티 정책의 골조를 벗어나지 않는 법규제의 준수가 중요한 요소로 부각되었으며, 이에 따라 시큐러티 관련 트레이닝 산업도 동반 성장할 예정.

• CCTV 산업은 시큐러티의 필요성에 의해 발전하여 연관 산업의 연쇄적 성장을 이끌며, 주요 산업으로 부상하고 있음

Marketing & Research

• CCTV 기술(제품)동향 o CCTV 시스템은 카메라, 모니터, 영상저장장치, 전용 케이블과 팬틸트 드라

이브, 멀티플렉서, 화면분할기 등의 컨트롤러 등을 포괄함.

o CCTV 시스템의 영상저장장치는 카메라에서 촬영한 아날로그 영상 정보를

아날로그 방식으로 저장하느냐, 디지털 형상 정보로 변환하여 저장하느냐에

따라 VCR과 VR로 구분되며, 최근 디지털 제품에 대한 선호도가 높아지면서

CCTV 시스템 역시 디지털 보안 시스템(DVR)이 아날로그 보안 시스템(VCR)

을 대체하면서 주류제품으로 부상하고 있음.

CCTV 시스템 구성도

Marketing & Research

• CCTV(Closed Circuit Television)의 발전

Marketing & Research

VCR을 통한 아날로그 CCTV 시스템

• 아날로그 카메라를 동축 케이블로 VCR(Vedio Cassette Recorder)

에 연결하는 초기 아날로그 시스템 형태의 CCTV

• VCR은 아날로그 테입을 이용하기 때문에 압축을 할 수 없으며, 보통

8시간이 최장 녹화시간임

• 감시 영역이 조금 큰 경우에는 화질의 저하를 가져올 수 있지만

Quad/Multiplexer를 카메라와 VCR 사이에 연결하여 여러 카메라의 영상을 저장할 수 있음. 하지만 저장시간이 초과하면 테입을 바꿔주어야 하며 원하는 영상을 찾기 위하여 되감기와 재상을 반복해야 하는 단점이 존재.

Marketing & Research CCTV(Closed Circuit Television)진화 단계

DVR을 통한 아날로그 CCTV 시스템

• DVR(Digital Vedio Recorder)을 아날로그 방식의 비디오테입 대신

하드디스크 등의 디지털 저장장치를 사용한 아날로그 방식의 시스템

• 하드디스크에 가능한 많은 데이터를 저장하기 위하여 확보된 영상정보는 디지털화 되어 압축됨

• 웬만한 DVR은 Quad/Multiplexer의 기능처럼 다수의 입력 채널을

가지고 있어서 4, 9, 16채널 등의 영상 데이터의 입력이 가능. 또한 영상을 저장하면서 동시에 모니터를 통하여 감시도 가능

• 아날로그 영상을 디지털 장비에 기록하여 테입이 필요없게 되었고 영상의 무한 반복 및 편집 등이 가능

Marketing & Research CCTV(Closed Circuit Television)진화 단계

Network DVR을 통한 아날로그 CCTV 시스템

• 기존 DVR 기능에 Ethernet 포트를 통하여 네트워크 연결이 가능

• Network DVR이 서버가 되어 원격지에서 촬영된 영상 정보를 확인하거나 조정할 수 있음.

• DVR은 지석적인 영상정보를 저장하고 동시에 과거의 정보 뿐만 아니라 현재의 촬영되고 있는 영상 정보를 원격지에 인터넷을 통하여

전송

• 웹 어플리케이션 프로그램을 설치한다면, 전 세계 어디서나 원하는

영상정보를 확인하고 시스템을 조정할 수 있음

Marketing & Research CCTV(Closed Circuit Television)진화 단계

Video Server를 사용한 네트워크 시스템

• 아날로그 카메라에 비디오 서버를 연결하고 그 이후는 모두 이더넷을

통한 네트워크 환경을 통해 이루어지는 시스템

• 비디오 서버는 Network DVR에서 실시간 모니터링을 제외하고 하드웨어적으로 가벼워진 장치라고 보면 됨

• 비디오 서버는 아날로그 카메라로부터 들어온 영상 신호를 디지털화하고 압축하여 네트워크 상에서 PC로 정보를 전달. 그리고 그 PC에서는 저장하기도 하고 조정하기도 하며, 검색 및 편집 후 다시 어디로든지 보낼 수도 있음

Marketing & Research CCTV(Closed Circuit Television)진화 단계

• IP카메라를 사용한 네트워크 시스템

• IP카메라는 카메라와 컴퓨터가 조합된 것이라고 볼 수 있음

• 비디오 서버와 디지털 카메라가 합쳐진 것

• 아날로그적인 요소가 없는 완전한 디지털 시스템으로 IP카메라에서

이미 많은 것들이 이루어져, 유용한 정보만 네트워크를 타고 생성됨

• 고해상도의 IP카메라는 기존 아날로그 카메라의 약점을 보완하고 좀 더 가벼워진 형태이기 때문에 쉽게 설치가 가능하고 확장이 용이. 보다 능동적이고 적극적인 감시가 가능해 짐

Marketing & Research CCTV(Closed Circuit Television)진화 단계

• 국내 CCTV시장 동향 o 공공기관, 기업체 수요 위주에서 최근 일반 가정집으로 수요확산.

o 과거 주로 범죄 방지 용도로 사용되던 CCTV가 고속도로와 재해다발지역의

실시간 상황감지 수단과 개인이 소규모 다점포를 관리하고, 외출 시 노약자나

아동의 상태를 체크하는 수단으로 주목받고 있음.

o 이미 SK텔레콤에서는 2004년부터 CCTV가 결합된 휴대폰을 통해 외부에서도 집안상태를 체크할 수 있는 ‘폰CCTV’를 제공중.

국내외 cctv카메라 생산 및 출하현황

Marketing & Research

• 국내 유사 프로그램

Marketing & Research

• 국내 유사 프로그램

Marketing & Research

Project Requirement

요구 사항

Project Requirement

• U-City 구현을 위한 효율적이고 실용적인 거주자 보호 시스템 제작을 이 프로젝트의 목적으로 삼는다.

o 구축된 CCTV 및 영상전송 기능을 수행하는 모바일 기기를 통하여 영상 정보 제공

o 이동형 CCTV의 역할을 수행하는 모바일 기기의 등록으로 CCTV 확장성과 유연성을 제공

o 모바일 기기를 활용하여 구축된 U-City의 CCTV을 종합적으로 제어 관리하는 기능을 제공

o U-Safety를 위한 웹서버 제작 및 로그인 서비스 제공, 인증 절차를 거친 실시간 감시시스템을 구현

* U-City (Ubiquitous City)

첨단 IT 인프라와 유비쿼터스 정보 서비스를 도시 공간에 융합하여 생활의 편의 증대와 삶의 질 향상, 체계적 도시 관리에 의한 안전보장과 시민복지 향상, 신 산업 창출 등 도시의 제반 기능을 혁신시키는 차세대 정보화 도시를 말한다.

30

U-City의 대표적인 사업들로는 광교 u-City, 판교 u-City, 세종시(행정중심복합도시), 동탄 u-

City, 은평뉴타운, 건국 u-Starcity 등을 들 수 있으며, 각 사업별 제공되는 u-서비스에 대해 살펴보면 다음과 같다.

• 광교 u-City 서비스

광교는 행정복합 및 자족형 생태도시로 건설될 예정이며 명품 u-City로 구축하기 위해, u-교통, u-시설물관리, u-방범방재, u-환경, u-도시관리, u-교육, u-의료, u-포털, u-민원행정 서비스를 시행하는 것으로 계획하고 있으며, 현재 삼성SDS에서 USP를 완료하고 설계 및 구축

사업을 진행하고 있다.

• 판교 u-Ciy 서비스

판교 u-City는 지역포털, 모바일민원, 미디어보드, 조명시설통합제어, 상수도누수관리,

시설물현장지원, 교통제어, 교통약자안전, 대중교통정보, 공용주차장관리, 교통위반단속,

공공방범, 차량번호인식, 재난재해예방, 환경기상정보 등 15개 서비스로 계획되고 있다.

• 세종(행정중심복합도시) u-City서비스

u-교통, u-방범/방재, u-환경, u-도시시설물 관리, u-행정, u-교육, u-관광/문화/국제교류,

u-커뮤니티, u-의료/복지, u-지식기반 산업 등 10개 분야의 서비스가 그것이다.

현재 u-City에서 계획중인 u-서비스

Project Requirement

• 동탄 u-City 서비스

생활안전, 기상환경, 교통, 교육, 공공행정 서비스를, 후자로는 홈네트워크와 주거안전 서비스를 제공한다. 특징적인 서비스인 '공공지역 영상감시 서비스'는 CCTV 시스템을 통합운영하여 부족한 경찰 인력을 보완하는 수단으로 활용하고 범죄예방과 사후증거 수집에 기여하여 도시민이 안전한 주거생활을 할 수 있도록 해준다.

• 은평뉴타운 u-City 서비스

LG CNS 컨소시엄은 은평뉴타운 u-City에 지능형 CCTV 네트워크, 테마 상징가로, 가로등

관리 시스템, GIS 상황관제, u-포탈, 대중교통정보제공, u-커뮤니케이션, 자가통신망 등의 서비스를 계획하고 있다.

• 건국 u-Starcity 서비스 실버타운인 u-Starcity에 도입된 서비스로는 의료/건강 서비스, 레저 서비스, 포탈 서비스,

커뮤니티 서비스, 호텔식 생활 서비스, 원카드 서비스 등의 첨단 유비쿼터스 기술이 다양하게 시도되고 있다.

현재 u-City에서 계획중인 u-서비스

*앞의 u-City 대부분 서비스인 방범, 교통, 재난재해, 공공시설물 관리 등의 서비스들은 CCTV와 IT 기술을 기반으로 융합한 종합 통제시스템과 관련이 있다. 그 중 가장 활용 방안이 높은 보안 시스템을 적용하여 거주자 보호 시스템을 구축하는 것이 이번 프로젝트의 목표이자 의의가 된다.

Project Requirement

Specifications

H/W Spec

S/W Spec

Project Specifications

하드웨어 사양

• HD Video Camera • Panasonic HDC-TM40

하드웨어 사양

Project Specifications

• 영상처리보드

(HD Camera의 영상을 서버PC로 전송해주는 장치)

XNG Inc,. Ltd. 보드 제조 업체 (http://XNG.kr) 상세 스펙 참고

하드웨어 사양

Project Specifications

• 서버 컴퓨터

웹 서버 - Apache 2.2 (HTTP 처리 담당) - Tomcat 6.0 (JSP, Sevelet 처리 담당) - JK 커넥터로 연동하여 웹 서버 구축

스트리밍 서버 - Wowza 플랫폼 개발자 버전 설치 - HD 카메라로 전송된 영상을 스트리밍

DBMS 서버 - Oracle 10g Express Edition 설치 - U-City 거주자 회원 관리

OS : Microsoft Windows 7 32bit Edition Develop Language : JAVA(Java SE 6 Update 25), HTML5, Acition Script 3.0 Platform : Android 2.2 Standard Develop Kit Wowza Media Server2 OpenCV DBMS : Oracle 10g Express Edition Tools : Eclipse 3.6.2 IDE for Java EE Developers, EditPlus 3, Adobe DreamWeaverCS5, Photoshop CS5, Flash CS5

소프트웨어 사양

Project Specifications

거주자 보호 웹 서비스

웹 & 스트리밍 서버

모바일 디바이스를 통한 영상확인 HD급 영상 캠코더 카메라

진행중인 시스템 구성도

Project Specifications

영상감시

영상전송 보드

영상정보 전달

Prototype in progress

서버 환경 구축 절차

스트리밍 서버 구축 및 테스트

Prototype in progress

DBMS (Oracle 10g) 구축 및 테스트

Prototype in progress

웹 서버 구축 및 테스트

Prototype in progress

The Current progress

현재 진행단계

• 프로젝트 설계 및 기획 단계 : 프로젝트에 필요한 기술 및 관련자료를 수집하여 프로젝트를 효과적 으로 진행 할 수 있도록 팀원들과 조율하여 프로젝트 진행 계획을 수립

• U-City 지역정보를 위한 지도API 연동 : 영상에 해당하는 지리정보를 전송 받아 장비의 정보를 출력

• 웹 서비스를 위한 서버 구축 : 종합 통제시스템 구축을 위한 서버장비 설정

• HD Camera 설치 및 서버 구축 : 설치된 CCTV 영상을 네트워크를 통하여 영상의 정보를 출력

• 웹 서비스 페이지 구축 : 선택된 거주자 보호 서비스에 맞는 영상을 관리 기능을 구현

The Current Progress

The Current Progress

• 모바일 기기에서 서비스 접근 : 안드로이드 플랫폼을 활용하여 접근성을 높임 실시간 알람 기능으로 거주지의 현 상황을 공지 받음

• 영상 처리 수행 : OpenCV를 활용하여 현재 영상과 차 영상에 대한 연산으로 영상 변화를 감지하고 사용자에게 알람 제공

• 구현 모듈들의 통합 과정 수행 : 웹서비스 및 모바일 서비스의 연동 과정 진행

• 테스트 및 디버깅 : 최종 제출에 앞서 프로그램 디버깅 및 테스트 수행

The Current progress

현재 진행단계

Following Plan

• 웹 서비스 페이지 구축 : 선택된 거주자 보호 서비스에 맞는 영상을 관리 기능을 구현

• 모바일 기기에서 서비스 접근 : 안드로이드 플랫폼을 활용하여 접근성을 높임 실시간 알람 기능으로 거주지의 현 상황을 공지 받음

• 영상 처리 수행 : OpenCV를 활용하여 현재 영상과 차 영상에 대한 연산으로 영상 변화를 감지하고 사용자에게 알람 제공

• 구현 모듈들의 통합 과정 수행 : 웹서비스 및 모바일 서비스의 연동 과정 진행

• 테스트 및 디버깅 : 최종 제출에 앞서 프로그램 디버깅 및 테스트 수행

모바일 CCTV Ubsafe http://loved.pe.kr/entry/UBsafe http://loved.pe.kr/1558?srchid=BR1http%3A%2F%2Floved.pe.kr%2F1558 http://media.paran.com/economy/view.kth?dirnews=3227771&year=2009 http://xenerdo.com/581 http://biz.heraldm.com/common/Detail.jsp?newsMLId=20110603000486 http://money.joinsmsn.com/news/article/article.asp?total_id=5556213&ctg=16 http://blog.daum.net/seouldesk/239 http://www.newswire.co.kr/newsRead.php?no=468724 http://www.appbrain.com/app/xyview-%EC%9E%90%EC%9D%B4%EB%B7%B0/com.xysystem.xyview http://cctvnews.co.kr/article/view1.asp?news_no=630&wcode=&wcode2=&f_size=13

참고 사이트