감시 영상에서 Level set 방법을 이용한 하천 범람 영역 추정

Flooded Area Detection in Surveillance Video using Level Set Method

지능형 영상 분석 시스템은 수위 모니터링을 통해 홍수예경보뿐 아니 홍수가 발생 이후의 피해의심지역의 검출에도 유용하며 이는 실시간 피해 분석을 통한 복구 의사 결정에도 기초적인 정보를 제공할 수 있다. 그러나 기존의 수위 감시 관련 연구들은 비교적 수위 측정이 용이한 국지적 위치의 수위변화를 추정할 뿐 실제 하천 범람이 일어나는 넓은 영역의 감시 및 범람 영역 추정에 적용이 어렵다. 본 연구는 비교적 넓은 영역의 정보가 획득되는 감시 영상을 이용하여 하천과 수변 영역을 구분함으로 수위 변화와 범람 영역을 추정하는 방법을 제안한다. 감시 영역의 특성상 실외 환경에서 24시간의 조명 변화와 기상이 악화되는 환경을 고려해야하므로 단순히 색상 정보 만으로는 조명과 날씨의 변화에 강인하게 범람 영역을 구분하는데 한계를 지닌다. 제안하는 방법은 기본적으로는 하천 영역과 수변 영역의 초기 설정 영역을 기초로 범람 영역을 검출하게된다. 기본적으로는 색상 정보에 기반을 두지만 특징 단계에서 색상 정보 외에도 텍스쳐와 움직임 정보를 함께 사용하여 하천과 수변 영역 분별의 정확도를 높였다. 또한 이에 더하여 수면 영역이 시간에 따라 변화는 과정을 Level set 방법을 이용하여 추정함으로 노이즈로 인해 영상 정보의 신뢰도가 저하되는 경우에도 범람 영역에 대한 검출 정확도를 향상하였다. 제안된 방법을 통하여 영상에서 검출된 하천 범람 영역 정보는 홍수 후 피해 영역의 기초 조사 및 복구 의사 결정에 기초 정보로 활용될 수 있다.