영상보안기술의 현재와 미래

CCTV 시장은 몇 년간 매우 빨리 발전해왔고, 새로운 시스템, 새로운 경쟁자들, 새로운 제품, 그리고 새로운 응용분야 등을 통해 매일 그 속도가 증가하고 있다. 이러한 속도라면 전반적인 흐름과 미래에 대해 예측하기가 어려울 것이다.

하 지만 이러한 위험을 감수하고서라도 몇 가지 일반적인 언급을 하고자 한다. 커뮤니케이션 프로토콜과 압축방식, 메인보드의 발전과 하드디스크 특징 같은 고도의 기술적 주제들을 다루지는 않겠지만 사용자 입장에 치우쳐서 시장을 살펴볼 것이다. 결국 중요한 것은 기술이라기보다는 사용자의 필요와 기대이기 때문이다. 

미래는…

아 날로그냐 디지털이냐? 우리는 딱하게도 잘못된 추측에 근거한 질문에 대한 답을 찾기 위해 엄청난 시간과 노력을 투자하고 있다. 왜냐하면 두 시스템은 서로 배타적이지 않으며, 각자가 장점을 갖고 있어 둘을 함께 사용할 만한 것이기 때문이다. 두 가지 기술 모두로부터 이점을 취할 수 있다면 결과적으로 혼합 시스템은 미래에 대비함과 동시에 어떤 도전에도 잘 대처할 수 있는 강력하고 실질적인 해결책을 제공할 수 있게 된다.

그 렇다면 현재 시장은 왜 이렇게 양극화됐을까? 아마도, CCTV에 대한 디지털 기술의 잠재력을 알게 된 많은 신생기업들이 디지털 솔루션을 개발하는 데에만 힘을 쏟은 영향이 큰 것 같다. 반면, 기존에 경험이 많은 기업들은 디지털 기술을 늦게 도입했고, 주로 아날로그 솔루션을 제공함으로 인해 디지털 기술을 거부해 왔었다.

아날로그 CCTV 카메라의 미래

2004 년 전 세계의 보안 시스템에 설치된 모든 CCTV 카메라의 90%는 여전히 아날로그 방식이었고, CVBS나 NTSC 표준 아날로그 아웃풋이 적용된 것이었다. 이 장비들의 최대 장점은 아날로그나 디지털에 관계없이 시장의 모든 다른 장비들과의 완벽한 호환성이다.

최 근 수년간 CCD 센서의 감광도를 증대시키는 것은 물론, 역광보정과 다이나믹 레인지를 향상시키고, 색채와 적외선을 전환할 때의 명확도와 색보정 등 아날로그 화면의 품질을 향상시키는 새로운 기술이 개발됐다. 프라이버시 존, 동작감지, 원격 설정 등과 같은 기능이 다듬어졌고 지금은 이런 기술들이 더욱 많이 보급됐다. 센서와 카메라는 작아졌고 강력해졌다.

또 한, 지금은 제품의 종류도 방대해서 보급형 모델에서부터 예전에는 산업용으로만 사용됐던 해상도가 매우 높은 카메라를 포함한 고급제품이 수십 종에 이르고 있다. 덧붙여 수적인 증가와 경쟁을 통해 가격도 엄청나게 내려갔다. 그리고 더욱 중요한 것은 가격은 내려갈 것이며, 기술은 더욱 발전할 것이라는 점이다.

ㆍDay & Night 전환 기능 : 변경지점의 최적화와 양 모드에서의 화질개선. 최근까지도 컬러에서 흑백으로 전환할 때의 초점문제가 있는데, 특히 적외선 조명을 쓸 경우에 해당된다. 혼합 조명 작동시 왜곡을 피할 수 있는 새로운 렌즈가 개발되리라 예상된다.

ㆍ역광보정 : CMOS 센서가 이미 CCD보다 높은 활동범위를 제공하지만, 감광도나 색채작용 등은 아직 미약하다. CCD의 활동범위와 CMOS 센서 파라미터의 개선을 통해 이 두 가지 기술은 더욱 발전할 것으로 예상된다.

ㆍ감광도와 해상도 : CCIR 표준의 한계 안에서 발전가능성이 분명히 있다.

ㆍ동작감지 : 카메라의 동작감지 기술은 더욱 정교해질 것이다. 

ㆍCCD 센서 가열시 카메라 노이즈 : 특별히 높은 온도에서 카메라를 사용하게 되면 CCD 센서가 가열되는데, 이것은 결과적으로 더 많은 노이즈를 만들고, 영상의 품질도 떨어뜨리게 된다. 따라서 CCD 냉각기능을 장착한 미래의 카메라는 노이즈를 줄이고 더 높은 온도에서 조작할 수 있게 될 것이다.

ㆍ시스템 통합 : 표준으로서의 조정센터로부터 카메라 기능의 직접 조작으로 확장될 것이다.

네트워크 카메라의 오늘과 내일

CCTV 시장 전문가들은 장기적으로 새롭게 설치되는 제품들은 네트워크나 IP(카메라)가 주도하게 될 것이라고 예상하고 있다. 그러나 한편으로 관련 제품들은 성장속도가 빠르긴 하지만, 아직 시장점유율은 적은 편에 속한다.

네 트워크 카메라는 설치장비에 네트워크 기반이 제공되어 있으므로 그것을 사용함에 있어서 융통성을 제공한다. 대부분의 네트워크 카메라는 아직까지 아날로그 카메라의 기능을 따라가지 못하는데, 특히 감광도, 영상등급, 초점길이와 각도의 유연성은 아날로그의 그것과는 수준차이가 있다고 보면 된다.

그 렇다고 해서 네트워크 카메라가 아날로그 카메라에 비해 완전히 수준이 떨어지는 것은 아니다. 몇몇 제품들은 더 나은 기능을 보여주는 경우도 있는데, 웹서버 기능은 물론, 더 높은 해상도(메가픽셀-칩)와 오디오기능, 동작감지, 영상저장 같은 추가기능 등이 그 예라고 할 수 있다. 그러나 지금은 보급률이 낮고 다른 고성능 아날로그 카메라보다 비싸다는 단점은 여전히 존재한다.

대 부분의 네트워크 카메라가 CMOS 센서를 사용하기 때문에 그 성능의 개선 역시 센서의 기능개선과 함께 이루어진다. 네트워크 카메라를 옹호하는 흔한 논쟁 중 하나는 ‘기존 데이터 네트워크를 CCTV 시스템을 위해 사용하면 별도의 케이블을 사용하지 않아도 된다’는 식이다. 그러나 많은 곳에서 기존 대역은 데이터 처리에는 적합하지 않고, 많은 IT 관리책임자들은 대용량 데이터 스트림과 광대역에 대한 필요성 때문에 영상 데이터를 기업의 네트워크에 허용하려 하지 않는다.

이 런 경우에는 전용 병렬 영상 네트워크를 해결책으로 선택할 수 있다. 그러나 여기에서도 시스템 설계자는 곧 재래식 네트워크 기술의 한계에 도달하게 된다. 현재의 표준 케이블은 최대 100m까지 100Mb의 데이터만 전달하기 때문에 옥외에 카메라를 많이 설치해야 하는 경우에는 고성능 기기나 광섬유 같은 다른 전송도구가 필요하다.

전 통적인 CCTV 시장이 직면한 또 다른 도전과제는 CCTV 프로젝트 엔지니어링은 물론 IT 네트워크에도 정통한 숙련된 설치업체를 찾아내는 것이다. 이러한 설치 업체를 찾아보기는 어렵지만, 영상녹화와 전송기술이 최근에 많이 대중화됐고 일정 부분의 발전을 가져왔다. 그러는 동안 어떤 IT 서비스 공급자들은 특수한 보안 설치 업체들의 역할을 대신하기 시작했다.

새로운 기술

과거에는 다른 산업의 새로운 기술이 CCTV 시스템 발전에 중요한 요소였다. 예를 들면 CCD 센서, PC, IT 네트워크, 디지털 영상 프로세스 등이 그것이다. 그렇다면 그 다음은 무엇일까?

ㆍ일반적인 네트워크 대역 : 1GB 네트워크 제품들은 현재 가장 중요한 활성 네트워크 분배자를 연결하는 ‘중추’라고 부르는 역할을 하는데 사용된다. 10GB 전송 제품들도 다크파이버 케이블을 통해 사용이 가능하다. 이 기술은 전 대역에 걸쳐 사용성을 갖게 하기 위해 모든 기준을 정확하게 따라야 한다.

ㆍ광대역 무선 네트워크(UMTS, GPRS) : 전자공학 영역에서의 소비자들이 인터넷으로부터 DVD 수준의 동영상을 노트북이나 휴대폰으로 전송하는 이상적인 것을 꿈꾸고 있는 동안, 휴대폰 운영업자들은 UMTS 인가비용을 보상할 방안을 찾고 있었다. 그래서 UMTS가 CCTV 응용프로그램에 대한 잠재력을 제공한다고 생각해 볼 수 있다. 특히, 대규모 집합도시에서 대형행사나 건물보안을 위한 일시적인 장비설치가 필요한 경우 UMTS를 중앙조정실로의 전송을 위해 사용할 수 있다. 이 연결방식은 지속적일 수도 있고 행사 때에만 가동될 수도 있을 것이다. 그리고 무선감시 영역에서 UMTS는 버스나 기차의 상황을 시각적으로 감시하기 위해서 사용될 수도 있을 것이다.

ㆍ무선 네트워크 : 무선랜, 블루투스, 그리고 이와 유사한 시스템은 지방 영역에 상당한 잠재력을 제공한다. 범위가 제한돼 있긴 하지만, 이런 것들은 보안요원들의 PDA로 사진을 전송할 수 있고, 대형 건물에서 일하는 보안요원들에게 더 나은 정보를 제공할 수도 있다.

아직은 불법 엑세스와 고의적이거나 우연한 외부영향에 대항해 무선 전송장치 내의 데이터를 방어하는 것에는 거의 경험이 없지만, 대역에 대한 압박에 의해 자동대역 제한기능이 디지털전송 시스템 내에서 갈수록 중요하게 부각될 것이다.

CCTV 운영자는 전체적인 활동을 관찰하기 위해 사건을 관찰하는 모든 카메라로부터 적절한 화질의 실시간 영상 스트림을 필요로 한다. 차후의 분석을 위해서 가능한 가장 자세한 영상을 필요로 하겠지만, 그다지 높은 영상등급은 아니다. 이렇게 상이한 요구사항을 충족시키기 위해서 시스템이 화질과 영상녹화의 속도와 무관하게 실시간 영상 스트림을 전달할 필요가 있는 것이다.

ㆍ인터넷 : 안전하고 암호화된 연결방식(VPN)을 사용하면 인터넷은 경제적인 (영상)데이터를 모든 수용체에 전달하도록 해 주고, 건물을 원격으로 감시하고 경고 영상을 전송하는 수단도 제공한다.

ㆍ저장장치 : 사건의 원인을 신속하고 효과적으로 확립하는 것은 광범위한 자료를 오랫동안 보유하는 데 달려있다. 사용자는 여분(RAID), 고화질영상, 영상등급, 장기간의 자료 등을 필요로 한다. 하지만 이러한 요구조건들은 제조업체나 설치업체가 달성하기 쉬운 것이 아니다. 그 이유는 조사가 가능한 녹화 데이터의 양이 엄청나기 때문이다. 따라서 미래에는 백업장치를 통해 IT 서버 시스템으로부터 장기간 여분의 정보를 저장하는 지능형 저장전략이 등장할 가능성이 높다.

영상분석

 

지 능형 영상분석은 CCTV 시장의 가장 큰 성장 동력일 것이다. 그러나 이러한 프로세스는 아직 초창기에 있다. 특성분석, 교통량 감시 및 분석, 터널 내부의 연기감지, 비동반 물체에 대한 비활성 감지, 그리고 안면인식과 같은 생물측정학적 과정은 테스트 장비를 넘어 발전해왔지만, 아직 발전의 여지를 많이 남겨두고 있다.

사 용자가 예상하는 것과 이들 시스템의 실제 성능에는 큰 차이가 있다. 무엇보다도 모든 하드웨어 요구사항이 문제다. 많은 알고리즘이 엄청난 처리능력을 필요로 하고 하나의 영상 스트림이 펜티엄4 전체나 그 이상의 동력을 차지할 가능성이 높다.

불 필요한 경고보고에 대항해 모든 알고리즘에는 인식률과 견고함 사이에 부득이한 타협이 존재한다. 이상적인 세계에서는 상이한 알고리즘과 인식 시스템이 가장 가능성이 높은 결과를 도출하기 위해 서로 연결되어 있을 것이다. 하지만, 이것 역시 언젠가는 도래할 것인데, 이미 언급한 바와 같이, 필요한 하드웨어 리소스는 종종 실제적이고 활용 가능한 한계 너머에 존재한다.

다른 시스템들끼리 연결, 알고리즘을 병렬적으로 운영하는 것은 비용을 증가시킬 것이다. 따라서 언제든 타협이 이루어져야 하지만, 오차율은 특정한 용도와 상황에 알맞은 시스템을 만들기 위해 개선될 것이다.

예 를 들어, 인가된 번호판을 인식하고 자동으로 차단기를 개방해야 하는 시스템은 인가받은 차량을 인식하면서 발생하는 모든 부정확한 것들을 수집함으로써 수정될 수 있을 것이다. 따라서 번호판이 8개 숫자로 되어있다면 글자 하나의 어떤 변형은 ‘인가된’ 것으로 결정을 내리게 해줄 것이다. 수집의 중요도는 사용자 설정에 의해 관리될 것이고, 상황에 맞는 실행 가능한 해결책에 따를 것이다.

일 반적으로 시장 내의 설치업체나 사용자들 사이에는 많은 불신이 있는데, 이는 상대적으로 전체를 운영하도록 설치한 경우가 거의 없기 때문이다. 그런 시스템을 설계, 엔지니어링, 설치, 위탁하는데 필요한 전문가들의 공급은 아직도 부족하다.

관 련 기술은 또한, 대부분의 시스템이 연구시설이나 대학 부속기관으로 시작한 회사들에 의해 제작됐기 때문에 어느 정도 한계를 갖고 있다. 특정 분야에서 높은 수준을 갖고 있음에도 불구하고, 그들은 CCTV의 주류시장에 대한 경험이 거의 없기 때문이다.

이 런 상황은 시스템 업체들이 사용자의 실제적인 필요를 채우기 위해 특정 알고리즘을 활용할 수 있는 보안 시스템을 통합 개발해야 한다는 부담감을 가중시킨다. 이러한 것들 외에도 다른 구체적인 발전이 다음 분야에서 이루어질 것이라고 예상한다.

ㆍ반응분석 : 인간의 동작을 분석하고 그것을 그 장소에서 예상되는 기준과 비교하면 중요한 상황을 포착할 수 있다. 예를 들면, 은행로비에 나타난 몇 사람이 서로 밀착해 있다가 빠르고 과격한 움직임을 보인다면 보안 센터에 경고영상을 보낼 수 있을 것이다.

ㆍ물체인식과 추적 : 너무 빠르거나 또는 느리고, 때로는 다른 방향으로 향하는 등의 비정형적인 움직임을 포착할 수 있다. 또한, 크기, 모양, 패턴 같은 특정한 변수에 들어맞는 물체만이 중요한 것들로 따로 분류되고 경고신호를 울리게 한다. 이 기술은 길을 잘못 들어선 운전자나 교통체증을 감지하기 위해 교통상황을 감시하는 데 이미 사용되고 있다.

ㆍ데이터 보호 : 예를 들어 어떤 사람이 의심을 받고 있는가에 따라, 녹화된 장면 속에서 얼굴안면을 자동으로 암호화해서 각 안면의 암호를 풀어 개별적으로 나타내는 식이다.

CCTV의 운영 : 사용상의 편리함

 

기술의 발달은 더 많은 가능성을 가져왔다. 가장 최신의 영상 녹화기나 휴대폰은 대부분의 사용자가 모두 숙달할 수 없을 정도로 많은 기능을 지니고 있다. 하지만 보안 시스템이 그것처럼 복잡하다면 안전문제는 심각해질 것이다.

한 쪽에서는 재정적인 압박이 숙련되지 않은 저임금의 운영자들을 양산하고 있다. 이런 상황은 시스템을 효과적으로 기능하도록 하는데 어려움을 미쳤다. 다른 한쪽에서는 소비자들이 계속해서 더 높은 기능성을 요구하는데, 이는 단지 위험을 방지하는 것뿐만 아니라 부가적인 경제적 혜택까지 요구하기 때문에 나타나는 현상이다.

이러한 모순적인 압박 하에서 지속적으로 나타날 한 가지 중요한 경향은 운영자의 부담을 최대한 덜어주는 시스템이다. 이것은 두 가지 방식으로 이루어진다.

ㆍ일상적인 업무의 자동처리 : 지능형 영상분석과 지능형 관리 시스템은 다양한 하부 시스템과의 연결을 통해 일상적인 결정들은 자동으로 시스템에 의해 내려져야 한다. 예를 들면, 주차장 도어맨은 더 이상 사용자의 인가여부를 확인하지 않는다. 차단기조정 시스템과 번호판자동 인식기가 그 일을 하기 때문이다. 자동감지 시스템은 교통 혼잡이나 길을 잘못 들어선 차량을 인식하고, 교통관리센터의 감독자에게 즉시 영상을 제공한다. 방재센터의 관리인은 감시하고 있는 건물의 영상을 그의 컴퓨터로 보내기 위해 버튼을 누르고 인원을 파견하기 전에 녹화된 영상을 이용해 침입자 경고를 확인한다.

ㆍ효율적 운영 : 인체공학적으로 설계되고 운영자 맞춤형인 사용자 인터페이스는 효율적으로 운영돼야 한다. 이론적으로는 감시장소에 대한 시각적인 배치도가 있고, 여기에는 즉시 인식이 가능한 기호들과 스스로 설명하는 운영 프로세스가 있다. 중요한 상황 하에서 시스템은 단순한(지역의) 언어로 된 짧은 안내문을 통해 사용자를 지원해야 한다. 시스템은 우연 혹은 의도된 오용을 잘 견뎌야 하고, 이것을 방지하기 위한 자동감식장치가 있어야 한다.

 

각 각 다른 업체에서 생산된 장비간의 불일치가 방해요소가 될 수 있다. 독일의 보안업체들은 이에 대해서 구제책을 제공할 표준영상 취득기의 개발을 요구해오고 있다. 국제적인 위원회들이 통합된 표준에 대해 작업하고 있지만, 표준화된 구성요소는 업계 자체의 문제로 남아있는 상황이다.

미래를 예측하는 것이 과학적인 것은 아닐 수 있지만, 여기에서 설명한 발전 잠재력을 보는 것만으로 많은 흥미를 느끼게 될 것이다. 

<글: Katharina Geutebruck, MD of Geutebruck GmbH>

 

[월간 시큐리티월드 통권 제124호(info@boannews.com)]

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