스마트시티 구현에 기여하는 플리어 열화상 카메라 (서초구청 성공사례)
서초구의 인공지능(AI) 학습용 데이터 세트 구축 사례
서초구가 스마트시티 서비스 구현을 위한 인공지능(AI) 학습용 데이터 세트 구축 사업에 플리어 열화상 카메라를 도입했다. 일반적인 CCTV나 적외선(IR) 카메라로는 취득하기 어려운, 야간의 저조도 환경에서의 영상 데이터 세트를 확보하기 위해서다. 결과는 성공적이었다. 서초구청은 총 17대의 FLIR DM-시리즈 멀티센서 보안 솔루션을 도입해 서초구 관내 도심지, 주거지, 공원, 천변 등 다양한 지역에 설치 위치를 바꿔가면서 운용한 결과, 총 54개 지역에서 100만 장 이상의 의미 있는 열화상 라벨링 데이터를 확보했다. 향후 이들 데이터는 도심지 야간 사건사고의 상황 분석을 위한 AI 학습용 데이터로, 열화상 카메라는 야간 관제를 통한 더 많은 학습용 데이터 확보 및 스마트시티 서비스에 활용될 예정이다.
정부가 국가 경쟁력 확보와 경기 부양을 위한 정책의 일환으로 추진 중인 인공지능(AI) 학습용 데이터 세트 구축 사업에서 서초구청은 2년 연속으로 주관사업자로 선정됐다. 2020년에는 “버드아이뷰(BirdsEye View)를 이용한 도심지 혼잡도 측정 데이터 세트 구축” 사업을 성공적으로 완수한 바 있는데, 2021년에는 열화상 카메라를 이용하여 도심지 야간 사건사고 대응을 위한 IT/열화상 데이터 세트를 구축하기로 한 것이다. 연초에 서초구 관내에서 야간에 발생한 인명사고가 이번 사업 추진의 계기가 되었다.
서초구청은 인공지능 학습용 데이터 세트 구축 사업을 위해 총 17대의 FLIR DM-시리즈(DM-624) 열화상 카메라를 이용해 관내 54개 지역에 대한 야간 관제용 데이터를 획득했다.
야간 관제의 필요성
서초구는 이미 관내 곳곳에 CCTV를 설치하고 구청 내에는 서초스마트허브센터라는 관제 센터를 운영해 왔다. 사고가 발생한 한강공원에도 CCTV가 설치되어 있었지만 이번 사고를 통해 조도가 낮은 야간에는 객체의 식별과 객체의 행위 확인이 어렵다는 한계가 확인됐다. 이를 계기로 야간 관제의 필요성에 대해 심각하게 고민하고 있던 차에 정부의 데이터 세트 구축 사업 공모가 발표됐고, 서초구는 비젼인, 한국영상정보연구조합 등과 함께 참여하여 11대 1의 경쟁을 뚫고 사업자로 선정된 것이다.
사업 추진에 필요한 야간 관제용 카메라 기술을 평가하는 데 있어서, 서초구가 세운 기준은 크게 두 가지다. 야간에 객체의 존재 유무를 확인할 수 있어야 한다는 것과 해당 객체가 어떤 행위를 하고 있는지 확인이 가능해야 한다는 것이다.
서초구청이 운영 중인 서초스마트허브센터
오직 열화상 카메라!
이를 위한 후보 기술로, 서초구가 가장 먼저 검토한 것은 근적외선(NIR) 카메라였다. NIR 카메라는 RGB 카메라를 활용할 수 없을 정도로 조도가 낮은 환경에서 경제적이면서 효과적인 선택이 될 수 있기 때문이다. 하지만 이 카메라는 특유의 블러링 이슈로 인해 크기가 작은 객체의 식별이 어렵다는 한계가 있었고, 255 digit스케일 중 40 digit 이하인 환경에서는 NIR 카메라 역시 원하는 수준의 해상도를 제공하지 못한다는 단점이 있었다. 따라서 관내 등산로 입구나 천변처럼 야간의 조도가 한 자릿수로 떨어지는 극심한 저조도 환경의 모니터링을 위해서는 다른 대안이 필요했다. 최종 솔루션으로 채택된 것은 열화상 카메라였다.
서초구청 스마트도시과 스마트도시 서비스팀의 임동현 주무관은 열화상 카메라를 선택한 이유에 대해 “열화상 카메라는 빛이 아닌 열을 소스로 활용하기 때문에 조도가 매우 낮더라도, 게다가 객체의 크기가 매우 작아도 존재 유무 확인이 가능하다는 게 장점이다. 다른 디텍터나 센서와 결합해 사용하면 데이터 세트의 신뢰성도 강화할 수 있어 매우 신뢰도 높은 솔루션이 될 수 있다고 판단했다”고 밝히고, “이번 사업에서 열화상 카메라가 아니면 다른 솔루션은 없을 것이라 생각했다”고 덧붙였다.
FLIR DM-시리즈
서초구가 처음부터 플리어 열화상 카메라를 채택하기로 결정한 것은 아니다. 서초구는 기존의 다른 사업에서 타 브랜드 제품을 사용한 경험이 있었고 해당 제품의 성능과 기능에 충분히 만족했다. 문제는 가격과 납기였다.
임동현 주무관은 “기존에 사용했던 브랜드는 NIR 카메라와 비교하면 가격면에서 몇 배 이상 고가였기 때문에 장비를 10대 이상 구매해야 하는 상황에서 비용 부담이 컸다. 납기도 문제였다. 사업 일정을 고려할 때, 임박한 추석 명절 이전에 장비를 공급받아야 했는데 납기를 보장받을 수 없었다”고 밝혔다.
플리어는 이에 대한 솔루션을 제공했다. NIR 카메라에 비하면 FLIR DM-624 모델 역시 여전히 고가이긴 하지만 경쟁사 열화상 카메라 제품보다는 합리적인 가격대에 640 x 512의 높은 해상도와 사업에 요구되는 성능과 기능, 그리고 무엇보다 신속한 납기를 보장했다. 덕분에 서초구청은 사업에 참여한 컨소시엄 중에서 가장 먼저 사업을 완료할 수 있었다.
임 주무관은 “데이터에 대한 모든 가공 공정과 학습 및 검증이 완료되고 외부 평가기관의 데이터 신뢰도 평가만을 남겨둔 현 시점에서 돌아봤을 때, 플리어는 탁월한 선택이었다. 성능과 기능 면에서도 FLIR DM-624는 데이터시트 상의 모든 특성들을 만족했고, 플리어 웹사이트를 통해 제공되는 Raven 보안용 카메라 설계 도구와 함께 활용하면 구입 이전에, 화각과 거리에 따른 화소의 크기를 직관적으로 확인할 수 있고, 행위 표현 가능 여부를 검토할 수 있는 기회를 제공하여 매우 유용했다”고 밝혔다. 또한, 그는 “이번 사업에 자문위원단으로 참여하여 서초구청 컨소시엄에 대한 자문을 전담하신 교수께서도 FLIR DM-624 열화상 카메라 성능에 대해 극찬했을 정도로 과제 수행 평가에서 만족스러운 성과를 얻게 되어 기쁘다”고 말하고 “정부의 2022년도 데이터 세트 구축 사업의 주제가 열화상인데, 서초구는 이번 과제에도 플리어 장비를 가지고 참여할 계획”이라고 덧붙였다.
