6.1. 시장 조사_국내외 특허 분석을 활용한 지식재산 기반의 사업화 계획 수립 프로젝트[특허]

1. 시장 조사

1-1. 관련 특허 조사 및 분석

사물을 관찰할 목적으로 설치되었던 CCTV 는 범죄예방, 재난재해 방지 등 안전에 대한 요구가 높아지면서 빠른 속도로 확산되고 있다. 기술의 발전을 통해 CCTV 시스템의 통합이 가능해졌고, 다수의 CCTV 카메라 영상을 한 곳에서 통합 관리하는 통합관제센터가 등장하였으나, 지나치게 많은 카메라를 소수의 인력만으로 관제하기 어려워지면서 지능형 CCTV 가 해결책으로 주목받기 시작했다. 이처럼 자동화 시스템 방식으로 운영되는 스마트시티의 활성화를 위해서는 CCTV 의 역할이 중요하다. 따라서 AI 기반 영상분석 기술을 접목하여 실시간으로 이상행위에 대한 경고를 발생시키고 촬영된 영상을 안면인식 기술, 음원탐지 기술, 화재감지 기술등을 접목시켜 이벤트를 감지하고 조치를 취할 수 있도록 하는 스마트 CCTV 를 개발하고자 한다.

 

현재 KIPRIS 에서 스마트 cctv 를 주제로 검색해보면, 스마트 cctv 가 다양한 분야에서 활용 될 수 있는 특허들이 많이 존재한다.

객체 인식 방법 (1016487860000 (2016.08.10)) 통합 방범 지능형 CCTV 의 영상 처리 방법 및 통합 방범 지능형 CCTV 시스템 (1017436890000 (2017.05.30)) 표적 자동 식별과 추적 가능한 인공지능형 장치 및 방법 (1020200085418 (2020.07.15)) 지능형 교통 시스템에서의 스마트 플러그 및 이와 연동하는 교통 장비 관리 서버 (1017285300000 (2017.04.13)) 인공지능 기술에 기반한 화재감지시스템 및 인공지능 기술에 기반한 화재감지방법 (1020458710000 (2019.11.12)) 지능형 교통 시스템 (1015685710000 (2015.11.05)) 동작분석을 통하여 위급상황을 감지하는 지능형 CCTV 시스템 및 이를 이용한 위급상황 감지방법 (1014591040000 (2014.10.31)) CCTV 를 이용한 지능형 교통 시스템 (1016533880000 (2016.08.26)) 기계학습 객체검출을 이용한 실시간 지능형 CCTV 영상 분석 행위 탐지 시스템 및 기계학습 객체검출을 이용한 실시간 지능형 CCTV 영상 분석 행위 탐지 방법 (1019805510000 (2019.05.15)) CCTV 를 이용하는 지능형 자동 추적 시스템 (1018438890000 (2018.03.26)) 이상 음원에 대한 인식율 향상을 통하여 긴급상황 판별 성능을 개선한 지능형 영상감시 시스템 및 이를 이용한 긴급상황 판별방법 (1014453670000 (2014.09.22)) 지능형 객체감지를 통한 범죄행위 판별방법 및 그 장치 (1014426690000 (2014.09.15)) GIS 기반 CCTV 관제 시스템 (1014426690000 (2014.09.15)) 지리적 프로파일링 기법을 이용한 방범용 GIS 및 CCTV 체계융합방법 및 이를 이용한 지능형 CCTV 시스템 (1014533490000 (2014.10.15))

위와 같이, CCTV 는 단순히 장면을 녹화하던 영상 촬영 장치에서 이상 행위를 감지해 문제 해결을 돕는 지능형 CCTV 로 진화해왔다. 또한, GIS(지리정보시스템)를 기반으로 설계됐기 때문에 도시 내에서 이상 상황이 감지되면 즉각적으로 해당 지점을 확인하고 각종 도시와 정부 사이트 연동을 통해 관련 정보를 신속하게 전달할 수 있게 되었다.

 

위에 언급된 특허 기술들을 통해, 스마트 CCTV 는 영상 분석을 통해 객체와 그 움직임을 인식 및 추적이 가능해지고, 축적된 데이터베이스를 바탕으로 특정 객체의 움직임을 분석하여 이상 행동을 감지 할 수 있게 되었다. 더 나아가, 지능형 CCTV 는 배회, 침입, 유기, 쓰러짐, 싸움, 방화 등 여러 상황들을 구분하여 인식 할 수 있게되어 범죄 예방에 더욱 도움이 될 수 있게 되었고, 영상뿐 만 아니라 음원 데이터 분석을 통해서 긴급 상황 판단까지 가능하다. 마지막으로, GIS 기술을 이용하여 어떠한 상황이 발생했을 때, 보다 신속하고 정확하게 상황이 발생한 위치까지 중앙 통제 시스템에 전송할 수 있게 되어, 신개념 도시 지킴이로 활용 될 수 있는 능력을 갖추게 되었다.

 

1-2. 관련 산업 조사 및 분석

4 차산업과 관련해 스마트시티, 스마트팩토리, 스마트팜, 자율 주행 기술이 주목받고 있다. 이 중 스마트시티의 궁극적인 목적은 ICT 를 활용해 시민에게 안전하고 윤택한 삶을 제공하는 것이다. 현재 국내에서는 스마트시티 시범도시 조성사업과 5 대 연계 서비스 기반구축 사업이 진행되고 있다. 112 센터 긴급 영상 지원, 112 및 119 긴급출동 지원, 긴급 재난 상황 지원, 사회적 약자 지원을 위한 5 대 연계 서비스 기반구축 사업은 2022 년까지 80 개 지자체를 선정한다는 목표로 추진 중이다.1)

 

대전시는 통합플랫폼 실증도시로 선정(’16.4)되어, 지자체와 112·119·재난망 등을 연계한 5대 연계서비스를 시범적으로 운영2) → 112는 범죄율 감소(6.2%), 검거율 증가(2.7%), 119는 출동시간 단축(7:26초→5:58초), 7분내 출동 증가 (63.1→78.5%) 등 성과(’18.8)

 

현재 지자체에서 운영하는 스마트시티는 CCTV 통합관제 플랫폼을 중심으로 운영되고 있다. 지자체 통합관제센터에서는 관할구역에 설치된 CCTV 가 수집한 영상을 지능적으로 분석해 시민이 쓰러지거나 위험한 상황에 처했을 때, 화재·홍수·지진·태풍 등 재해가 발생했을 때 등을 인식해 경찰서, 소방서, 병원, 사회적 약자 시설 등 유관기관에 알려 즉시 출동할 수 있도록 한다.

 

이 뿐 아니라 범죄, 사고, 환자 발생 등을 인지하고 대응할 뿐 아니라 치매노인이나 어린이의 위치를 추적하고, 온수관로 모니터링을 통해 사고 방지, 주차장 주차면수 계산, 민원처리 등 다양한 서비스가 가능하다.

 

주정차 금지구역에 주정차한 차량으로 인한 피해나 무등록 차량, 도난차량, 세금 체납 차량 등을 인식해 경찰서, 세무관련 부서 등으로 정보를 주고 대응하도록 하는 사업도 진행 중이다. 실제로 은평구의 경우, 이동통신망을 이용한 이동식 CCTV 를 제작해 주기적으로 설치 위치를 변경하면서 과투자를 막고 CCTV 사각지대를 없애고 있다.

 

서초구의 경우, 통합플랫폼을 웹 기반으로 설계해 언제, 어디서나 상황을 관리할 수 있다. 하천이 넘치거나 화재가 발생했을 때 현장에서 상황을 중계하면서 빠르게 대처할 수 있다. 여러 기관이 협력해야 한다면 멀티캐스트로 전송도 가능하며, 광각 CCTV 카메라를 통해 CCTV 사각지대에서 발생하는 일까지 살펴볼 수 있다.

 

기업 인텔리빅스는 DNN 딥러닝 알고리즘을 접목해 실시간 얼굴 인식과 객체 속성 분류, 재인식(Re-ID) 기술을제공한다. 인텔리빅스 영상분석 기술은 90% 이상 이벤트 인식 정확도를 보이고 있으며, 교통 관제, 산업 안전, 리테일, 스마트시티 등 다양한 분야에 적용할 수 있도록 확장하고 있다. 이상음원탐지 기술 기업 아이브스도 스마트시티 핵심 플랫폼에 기술을 공급하고 있다. 지하철 여성 화장실의 SOS 시스템이 아이브스의 대표적인 기술이며, 최근 스마트가로등에 CCTV 와 음원탐지 솔루션을 탑재해 스마트시티 센서로 사용할 수 있도록 제안하고 있다.3)

 

국내뿐만 아니라 해외에서도 스마트 CCTV 를 활용한 산업은 광범위하게 활성되어, 단순 범죄 및 이상 행동 감지뿐만 아니라 일상생활에서 꼭 필요한 교통에도 영향을 끼친다. 이스라엘 기반의 AI 스타트업인 ‘NoTraffic’이 개발한AI 신호등은 현재 도로의 교통 상황을 담고 있는 영상을 실시간으로 분석하여 신호등을 자동으로 바꿔주어 도로 상황을 최적화 시켜준다.4)

 

또한, 네덜란드의 수도 암스테르담에서는 스마트 CCTV 를 기반으로 교통 빅 데이터를 읽어, 도로 교통량을 최적화 시키는 AI 신호등이 개발되었다.5)

 

1-3. 기술동향분석: (시장 규모 및 지역별 시장 점유율 조사)

국무총리직속기관 개인정보보호위원회의 조사에 따른 공공기관의 CCTV 설치 및 운영대수는 매년 증가해오고 있다.

[그림 1] 공공기관 CCTV 설치 및 증가 대수(출처 : 실태조사 및 개인정보보호종합지원시스템 현황자료)

국회입법조사처의 <CCTV 통합관제센터 운영실태 및 개선방안 입법정책보고서>에 따르면 전국 162개소의 통합관제센터의 연도별 CCTV 및 관제요원은 현재 증가추세라고 한다. 그러나, 관제요원은 지속적으로 증원이 되어 왔으나, 지방자치단체에서는 CCTV 급증으로 인해 여전히 관제요원이 부족하므로 증원이 필요한 상황이라고 하였다. 행정안전부의 <지자체 영상정보처리기기 통합관제센터 구축 및 운영 규정>에 따르면 관제요원 1인당 적정 모니터의 대수는 50대인데, 실제 162개소 1인당 CCTV 모니터 평균 관리대수는 271.88대로 그 기준을 훨씬 상회하고 있다.

 

통합관제센터 연도별 CCTV 및 관제요원 수(단위: 대수, 명)

구분	2015년	2016년	2017년	2018년	2019년
CCTV관제 대수	120,628	153,809	187,743	222,875	229,869
관제요원 인원	1,968	2,255	2,674	2,841	2,918

이렇게 국내에서는 CCTV의 대수는 증가하고 있는 추세이나, 그 대수만큼 관리할 인원의 증가율이 훨씬 낮은 상태이다.

시장조사 전문 기업 Frost & Sullivan에 따르면 세계 도시 감시시장이 점점 확대되고 있다고 한다. 24.1억 달러였던 2016년에서 매년 4.1% 성장하여 2022년에는 30.6억 달러로 성장할 것으로 예측하고 있다.

[그림 2] Total City Surveillance Market

또한, 세계의 지역별 도시 감시 시장에 대한 자료를 보면, 현재 중국에서 세계의 도시 감시 시장 중 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 다른 지역들 또한 매년 도시 감시 시장이 성장하고 있다. 대한민국이 속한 APAC(아시아-태평양) 지역의 경우, 매년 연평균 7.0%의 성장률을 보이고 있다.

[그림 3] 통합관제센터 연도별 CCTV 및 관제요원 수(단위: 대수, 명)

2021년 국토교통위원회의 예비심사검토보고서를 보면, 스마트시티의 확산을 위한 예산이 크게 증가된 것으로 보인다. 스마트시티 관련 예산에는 두 가지가 있는데 첫째는 스마트시티 기반구축을 위한 예산과 둘째는 스마트시티 확산사업을 위한 예산이 있다.

 

첫째, 스마트시티 기반구축은 스마트시티 확산의 물적, 인적 기반 마련을 지원하는 사업으로 스마트시티 통합플랫폼 기반구축, 스마트시티 혁신인재육성, 스마트시티 인증제 지원의 세 가지 내역사업으로 구성되어있다. 그중, 스마트시티 통합플랫폼 기반구축은 방범, 교통 등 개별 운영되고 있는 지방자치단체의 각종 정보시스템을 스마트시티 통합플랫폼으로 연계하여 지능형 도시기반을 조성하고 도시 안전망을 구축하는 사업이다. 스마트시티 기반구축의 2021년 예산안은 26억 9,000만원으로 전년도의 382억 5,000만원보다 355억 6,000만원이 감액되었는데, 이는 스마트 통합플랫폼의 구축이 이미 거의 완료되었음을 알 수 있다.

 

둘째, 스마트시티 확산사업은 스마트시티 기술과 솔루션 등을 활용하여 실제 도시공간을 바탕으로 구현함으로서 스마트시티를 확산하려는 사업으로, 스마트 챌린지, 스마트시티 시범도시 사업으로 구성된다. 스마트시티 확산 사업의 2021년 예산안은 2,056억원으로, 전년도의 981억 1,500만원보다 1,074억 8,500만원이 증액되었는데 이는 스마트 통합플랫폼의 구축이 완료됨에 따라 현재 확산 단계에 있음을 알 수 있다.

 

결론적으로 국내 시장의 확산 및 예산안의 증액 그리고 국외 도시 감시 시장의 지금까지의 성장률 그리고 앞으로의 성장률을 보았을 때 현재 CCTV 시장 및 CCTV를 활용한 스마트시티 시장은 앞으로 더욱 확산될 전망이며, 국내에서 뿐만 아니라 국외에서의 스마트 CCTV 시장은 더욱 확산될 것임을 확신할 수 있다.6)

 

1-4. 기술동향분석: (CCTV산업에서 활용되는 기술들의 정보 확인)

현재 CCTV는 영상 보안 방식 및 성능에 따라서 기술을 세대별로 분류하고 있다. 중소기업청의 <중소중견기업 기술로드맵>에 따르면 CCTV는 총 3개의 세대로 분류되고 있으며, 구분 기준에는 카메라 종류, 해상도,압축코덱, 전송매체, 영상분석, 저장장치 등이 있다.

 

 

중소중견기업 기술로드맵의 CCTV 3세대 분류

구분	1세대	2세대	3세대
CCTV카메라	아날로그, 디지털	디지털, 네트워크	네트워크, 3D, 열화상
해상도	SD급	HD, FHD급	UHD급(4K, 8K)
압축코덱	MPEG2	MPEG4, H.264	HEVC (H.265,etc)
전송매체	동축케이블	10/100M IPNetwork	Giga Network /무선(4G)
영상분석	단순인력모니터링	움직임감지, 화재인식	객체관계분석상황인식
저장장치	VCR, DVR	DVR, NVR	NVR, Cloud

 

현재 지능형 영상 분석 기술의 경우, 기술 분류에 따라 상세 기술로 그 분류를 나누고 있다. 한국전자통신연구원 정보보호연구본부 김건우 PL의 <지능형 영상 보안 기술 동향> 보고서에 따르면, 영상 전처리 기술, 객체 탐지 및 분류기술, 객체 추적 기술, 영상 보안 기술로 총 4가지 대분류로 지능형 영상 분석 기술을 구분하고 있다.

 

지능형 영상 분석 기술 분류

분류	상세 기술	기술 개요 및 목적
영상 전처리 기술	동적 배경 모델링/세그멘테이션 기술	지속적으로 변하는 영상 내에서 배경을 분리 및 제거함으로써 움직이는 전경만을 동적으로 검출하는 기술
	영상 보정 기술	입력되는 영상에서 노이즈를 제거하고 정보를 명확화함으로써, 후처리 지능형 기술의 성능을 향상
객체 탐지 및 분류 기술	객체 탐지 기술	사람, 차량, 동물 등 관심 있는 객체를 탐지하는 기술
	객체 분류 기술	탐지된 객체를 상세하게 분류하는 기술로, 사람, 차량, 동물 및 상세 종별, 사람 인식 결과 등을 포함
객체 추적 기술	단일 카메라 객체 추적 기술	단일 카메라 내에서 특정 객체의 움직임을 연속적으로 추적하는 기술
	다중 카메라 객체 추적 기술 (MCT)	다중 카메라를 움직이는 특정 객체를 추적하는 Re-identification 기술
영상 보안 기술	보안 침해방지 기술	영상 센서해킹 방지, 영상 암호 및 복호, 위조 및 변조 방지 등
	프라이버시 보호 기술	영상 내 얼굴, 차량번호판, 창문 등 사생활 영역만 비식별화/복원하는 프라이버시 마스킹 및 De-identification 기술

 

현재 CCTV 시장은 지능형 CCTV를 중심으로 개편되고 있으며, 다양한 기술 서비스들이 개발되고 있다. 대표적인 예시로는 구글, IBM, 마이크로소프트 등 글로벌 IT 업체들이 개발 중인 클라우드 기반 인공지능 서비스, 다중 카메라를 이용하여 특정 객체의 움직임을 연속적으로 추적하는 MCT(Multi-Camera Object Tracking) 기술, 그리고 미국의DAS(Domain Awareness System)나 FBI의 NGI(Next Generation Identification)에서 개발한 지능형 도시 감시 시스템이 있다.

 

현재 지능형 CCTV는 국내 및 국외에서 이미 구축되었고 운영이 되고 있다. 먼저 국내 사례로는 화재 감지 시스템이 있다. SK 플래닛은 오픈마켓 11번가의 파주 물류창고에 화재에 대비한 지능형 CCTV 시스템을 도입하였는데, 화재와 외부 침입감지에 초점을 맞추고 있으며 화재 위험 노출 구역의 불꽃과 연기를 탐지하여 관리자에게 알림을 울려주고, 영역 안의 지정된 시간을 초과하여 머무른 사람을 감지하는 기능도 제공한다고 한다. 또한, 2016년 제 3회 조달청 우수제품으로 지정된 IIST의 FireWatch는 국내 다양한 연구소, 공항, 산업단지에서 불꽃 감지 솔루션으로 활용되고 있다.

 

두번째 사례로는 터널 유고 감지 시스템이 있다. 한국도로공사는 2017년 6월말 개통한 서울양양고속도로의 인제터널에 지능형 CCTV를 230대 설치하였다. 인제터널은 국내 최장, 세계에서 11번째로 긴 도로 터널로 90m마다 지능형 CCTV를 설치하였으며, 실제로 사고자동감지시스템에 의해 역주행 1건, 고장 차량 발생 57건 등을파악하였다. 남해고속도로 창원 1터널에서는 지능형 CCTV를 이용해 법규위반 스마트단속시스템을 2016년 12월에 도입하였고, 설치 이후 하루 평균 100건, 매달 2,000건 이상의 법규위반행위를 탐지하고 있다.

 

해외 사례로는 DAS(Domain Awareness System)이 있는데 이는 미국 뉴욕시 경찰국과 마이크로소프트 사가 합작으로 개발한 범죄감시시스템이다. 뉴욕 전역의 CCTV 4,000여대, 방사능 감지기 600여대, 차량번호판 인식장치 100여대, 911 전화기 등의 실시간 통합 연동하여 범죄 DB 실시간 연동을 통한 범죄자/테러리스트 검색 등을 실시하고 있으며, 범죄지도 관리를 통한 범죄 예측 및 예방도 진행하고 있다.7)

 

Reference

1) 국토교통부. (2020a, May). 스마트시티 통합플랫폼 기반구축. https://smartcity.go.kr/

2) 국토교통부. (2019, July 14). 혁신적이고 포용적인 스마트시티로 국민의 일상을 행복하게 만들어가겠습니다. [Press release]. http://www.molit.go.kr/USR/NEWS/m_71/dtl.jsp?id=95082535

3) 김선애. (2019a, April 30). [스마트시티와 보안②] 지능형 CCTV, 스마트시티 ‘필수.’ DATANET. http://www.datanet.co.kr/news/articleView.html?idxno=133429

4) BIZION. (2020, September 10). AI가 제어하는 스마트 신호등 “노트래픽” [Online Forum Post]. 1boon. https://1boon.daum.net/bizion/5f5960cbf874e345a86b5190

5) 주형식. (2019, May 25). 교통 빅데이터 읽는 AI 신호등… 암스테르담이 뻥 뚫렸다. 조선일보. https://www.chosun.com/site/data/html_dir/2019/05/25/2019052500099.html

6) 국회예산정책처. (2020, October). 2021년도 예산안 위원회별 분석. https://www.nabo.go.kr

7) 한국지역정보개발원. (2017, October). 지능형 CCTV 기술 현황 및 활용 사례. https://www.klid.or.kr