본 논문에서는 비젼 카메라와 다중 객체 추적 방법을 이용한 실시간 수질 감시 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 기존의 센서 방식의 감시 시스템과 달리 비젼 카메라를 이용해 객체를 개별적으로 분석한다. 비젼 카메라를 이용한 시스템은 영상에서 개별 객체를 분리해 내는 방법과, 연속하는 두 프레임간의 상관관계에 의해서 다수의 객체를 추적하는 방법으로 구성된다. 실시간 처리를 위해 비모수 예측을 사용하여 배경 영상을 생성하고 이를 이용해 객체를 추출한다. 비모수 예측을 이용하면 연산량을 줄이는 동시에 비교적 정확하게 객체를 추출 할 수 있다. 다중 객체 추적 방법은 개별 객체가 움직이는 방향, 속도 및 가속도를 이용해 다음 움직임을 예측하고 이를 기반으로 추적을 수행하였다. 또한 추적 성공률을 향상시키기 위해 예외처리 알고리즘을 적용하였다. 다양한 환경에서 실험한 결과 제안한 시스템은 처리 시간이 짧고 정확하게 다중 객체를 추적할 수 있어 실시간 수질 감시 시스템에 사용이 가능함을 확인하였다.
In this paper, we propose water quality monitoring system using vision camera and multiple objects tracking method. The proposed system analyzes object individually using vision camera unlike monitoring system using sensor method. The system using vision camera consists of individual object segmentation part and objects tracking part based on interrelation between successive frames. For real-time processing, we make background image using non-parametric estimation and extract objects using background image. If we use non-parametric estimation, objects extraction method can reduce large amount of computation complexity, as well as extract objects more effectively. Multiple objects tracking method predicts next motion using moving direction, velocity and acceleration of individual object then carries out tracking based on the predicted motion. And we apply exception handling algorithms to improve tracking performance. From experiment results under various conditions, it shows that the proposed system can be available for real-time water quality monitoring system since it has very short processing time and correct multiple objects tracking.
