KR20000033070A - Apparatus for blocking broadcasting program watching using face recognition - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for blocking broadcasting program watching using face recognition is provided to block user from watching television selectively according to user's face. CONSTITUTION: An apparatus for blocking broadcasting program witching using face recognition includes a decoder, a recognizer(100), and a controller(30). The decoder encodes a bit stream from the broadcasting program and detects the level accompanied by the bit stream of watching. The recognizer(100) recognizes characteristics of members, and generated recognized result with identification of the member. The controller(30) generates an acknowledge signal and controls the decoder in an enable and a disable status according to the recognition result generated the face recognizer(100).

Description

얼굴 인식을 이용한 방송 프로그램 시청 제한 장치Device for restricting viewing of broadcast programs using face recognition

본 발명은 디지탈 텔레비젼의 방송 프로그램 시청 제한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 얼굴 인식을 이용하여 디지탈 텔레비젼의 방송 프로그램의 시청을 선택적으로 제한하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for restricting viewing of a broadcast program of digital television, and more particularly, to a method of selectively limiting viewing of a broadcast program of digital television using face recognition.

미디어의 발전과 더불어 다양한 프로그램이 제공되고 있으며, 이에 편승하여 음란물, 폭력물, 저급의 방송물과 같이 미성년자에게 유해한 비디오 프로그램이 범람하고 있다. 이러한 유해한 방송 프로그램으로부터 미성년자 및 청소년을 보호하고자하는 여러 가지 방법이 제안되어 있다. 그 중의 하나는 방송매체, 즉, 비디오 카세트 레코더 및 텔레비젼에서 비밀번호를 이용하여 재생 또는 방송되는 프로그램을 원천적으로 차단하는 방법이 있다. 그러나, 이와 같은 비밀번호를 이용한 방법은 가족단위의 구성원 중에서 유해 프로그램을 저지할 수 있는 권한이 있는 한 두 사람만이 비밀번호를 암기하고 있어야 하는 불편함과 자칫 비밀번호를 망각하는 경우에 방송매체를 전반적으로 이용하지 못한다는 문제가 있다.Along with the development of the media, various programs are being provided, and along with this, video programs harmful to minors, such as pornography, violence, and low-end broadcasting, are flooded. Various methods have been proposed to protect minors and youth from these harmful broadcast programs. One of them is a method of blocking a program being played or broadcast by using a password in a broadcasting medium, that is, a video cassette recorder and a television. However, this method of using passwords is not convenient for memorizing passwords as long as only one or two members of the family have the authority to block harmful programs. There is a problem that you can not use.

방송 프로그램 시청 제한을 위한 다른 방법으로는 방송 시스템에서 제공되는 방송프로그램으로부터 음란 및 폭력에 관련한 언어를 찾아내어 이 언어가 포함된 방송 프로그램을 사전에 차단하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법 역시 정확하게 유해 방송프로그램을 찾아내기가 불가능하며, 이를 위한 완벽한 프로그램이 아직 보편화되고 있지 못하는 실정이다.Another method for restricting viewing of a broadcast program is to find a language related to pornography and violence from a broadcast program provided by the broadcast system and to block a broadcast program including the language in advance. However, this method also can not accurately find harmful broadcast programs, the perfect program for this situation is not yet universal.

그러므로, 본 발명은 디지탈 텔레비젼의 방송프로그램 시청자의 얼굴 인식을 통하여 선택적으로 시청을 제한하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for selectively limiting viewing through face recognition of a broadcast program viewer of digital television.

상술한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 얼굴 인식을 이용한 디지탈 텔레비젼의 방송 프로그램 시청 제한 장치는, 상기 방송프로그램의 비트 스트림을 복호화하여 시청가능한 형태로 출력하며, 상기 비트 스트림에 수반된 방송프로그램 시청등급을 검출하는 디코딩 수단; 상기 방송프로그램을 시청하고자하는 각 구성원의 얼굴의 특징을 인지하고 있으며, 방송프로그램 시청제한 확인신호에 응답하여, 상기 인지된 특징에 기초하여 상기 구성원의 신원을 확인한 확인 결과를 발생하는 구성원 얼굴 인식 수단; 상기 디코딩 수단에 의해 검출된 시청 등급을 기설정된 시청제한 등급과 비교하여 상기 방송프로그램 시청제한 확인신호를 발생하고, 상기 얼굴 인식 수단으로부터 발생된 확인 결과에 따라 상기 디코딩 수단을 인에이블 또는 디스에이블 상태로 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for limiting broadcast program viewing of digital television using face recognition according to the present invention for achieving the above object, decodes the bit stream of the broadcast program and outputs it in a viewable form, and viewing the broadcast program accompanying the bit stream. Decoding means for detecting a rating; Member face recognition means for recognizing a feature of each member's face who wants to watch the broadcast program, and generating a confirmation result of confirming the identity of the member based on the recognized feature in response to a broadcast program viewing restriction signal. ; Generating the broadcast program parental control confirmation signal by comparing the parental level detected by the decoding unit with a preset parental level, and enabling or disabling the decoding unit in accordance with the verification result generated from the face recognition unit; It characterized in that it comprises a control means for controlling.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 얼굴 인식을 이용한 방송 프로그램 시청 제한 장치의 개략적인 블록 구성도,1 is a schematic block diagram of a broadcast program viewing restriction apparatus using face recognition constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 예시된 얼굴 인식부의 상세 블록 구성도,2 is a detailed block diagram of a face recognition unit illustrated in FIG. 1;

도 3은 도 2에 예시된 특징 벡터 추출부에 의해 추출된 특징 벡터를 설명하는 도면.3 is a view for explaining a feature vector extracted by the feature vector extracting unit illustrated in FIG. 2;

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 튜너/복조부 20 : MPEG 디코더10: tuner / demodulator 20: MPEG decoder

30 : 텔레비젼 제어부 100 : 얼굴 인식부30: TV control unit 100: face recognition unit

110 : 특징 벡터 추출부 140 : 신경 회로망110: feature vector extractor 140: neural network

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 하기와 같이 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 얼굴 인식을 이용한 방송 프로그램 시청 제한을 위한 디지탈 텔레비젼의 개략적인 블록 구성도로서, 튜너/복조부(10), MPEG 디코더(20), 텔레비젼 제어부(30), 디스플레이(50), 얼굴 영상 취득부(60) 및 얼굴 인식부(100)를 포함한다.1, which is a schematic block diagram of a digital television for limiting viewing of a broadcast program using face recognition constructed in accordance with the present invention, the tuner / demodulator 10, the MPEG decoder 20, and the television controller 30 , A display 50, a face image acquisition unit 60, and a face recognition unit 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 방송국으로부터 방송되는 디지탈 방송신호의 비트 스트림은 디지탈 텔레비젼의 튜닝/복조부(10)로 인가된다. 비트 스트림에는 방송 프로그램의 방송 시간, 버전, 채녈 정보등의 내용 정보뿐아니라 이 프로그램의 등급을 나타내는 등급 신호가 포함된다. 이 등급 신호가 나타내는 프로그램 등급은 시청불가능한 제한 나이를 나타내고 있다.As shown in Fig. 1, a bit stream of a digital broadcast signal broadcast from a broadcasting station is applied to the tuning / demodulation section 10 of the digital television. The bit stream contains not only content information such as broadcast time, version, channel information, etc. of the broadcast program, but also a class signal indicating the class of the program. The program grade represented by this grade signal indicates an unrestricted age limit.

튜너/복조부(10)는 안테나를 통해 수신되는 디지탈 방송신호의 비트 스트림 중에 텔레비젼 제어부(30)의 튜닝 제어신호에 상응하는 채널의 비트 스트림을 튜닝한 다음, 다시 이를 복조하여 MPEG 디코더(20)에 제공하며, 또한 프로그램 등급 검출하여 이를 텔레비젼 제어부(30)로 제공한다.The tuner / demodulator 10 tunes a bit stream of a channel corresponding to the tuning control signal of the television control unit 30 among the bit streams of the digital broadcast signal received through the antenna, and then demodulates it and then decodes the MPEG decoder 20. The program grade is detected and provided to the television control unit 30.

MPEG 디코더(20)는 튜너/복조부(10)로부터 제공되는 방송 신호를 오디오 신호와 비디오 신호 및 각종 프로그램 정보로 분리하여 디코딩한 후 신호 처리부(도시안됨)를 통하여 디코딩된 프레임 단위의 디지탈 영상신호를 NTSC 또는 PAL 신호로 전환하여 디스플레이(50)에 디스플레이하게 되며, MPEG 디코더(20)로부터 디코딩된 디지탈 오디오 신호를 아날로그 신호로 변환하여 스피커(도시안됨)로 출력한다.The MPEG decoder 20 separates and decodes a broadcast signal provided from the tuner / demodulator 10 into an audio signal, a video signal, and various program information, and then decodes the digital video signal in a frame unit through a signal processor (not shown). Is converted into an NTSC or PAL signal and displayed on the display 50, and the digital audio signal decoded from the MPEG decoder 20 is converted into an analog signal and output to the speaker (not shown).

텔레비젼 제어부(30)는 디지탈 텔레비젼을 구성하는 모든 구성요소를 제어하는 기능을 수행하며, 하기 설명되는 얼굴 인식부(100)와 관련하여 현재 텔레비젼을 시청하는 시청자가 현재 수신된 방송프로그램을 시청할 수 있는 지를 판단하여 선택적으로 MPEG 디코더(30)를 제어함으로써, 디스플레이(50)에 디코딩된 방송 프로그램이 출력되지 못하도록 한다. 보다 상세히 말해서, 텔레비젼 제어부(30)는 튜너/복조부(10)로부터 제공된 프로그램 등급을 기설정된 시청제한 등급과 비교한다. 비교 결과, 프로그램 등급이 기설정된 시청 제한 등급과 동일하면, 현재 수신된 방송 프로그램을 시청하고자 하는 시청자가 시청제한 년령의 시청자인지를 판단하도록 하는 시청제한 확인신호를 얼굴 인식부(100)으로 출력한다.The television control unit 30 functions to control all the components constituting the digital television, and in connection with the face recognition unit 100 described below, a viewer who is currently watching television can watch a currently received broadcast program. By selectively controlling the MPEG decoder 30 to prevent the decoded broadcast program from being output to the display 50. More specifically, the television control unit 30 compares the program grade provided from the tuner / demodulation unit 10 with a preset parental level. As a result of the comparison, if the program grade is the same as the preset parental level, the viewer restriction check signal is output to the face recognition unit 100 to determine whether the viewer who wants to watch the currently received broadcast program is the viewer of age limit. .

얼굴 인식부(100)는 제어부(30)로부터 전달된 시청제한 확인신호에 응답하여, 텔레비젼 앞에서 현재 텔레비젼을 조작 또는 시청하고 있는 시청자를 얼굴 인식을 통하여 시청가능 또는 시청블가능 연령층의 시청자인지를 판단하고, 그 판단 결과를다시 제어부(30)로 알려줌으로써, 제어부(30)로 하여금 현재 수신된 프로그램이 MPEG 디코더(20)에서 디스플레이(50)로 출력되지 못하도록 제어하게 한다.In response to the viewing restriction confirmation signal transmitted from the control unit 30, the face recognition unit 100 determines whether the viewer who is currently operating or watching the television in front of the television is a viewer who is viewable or viewable through the face recognition. In addition, the determination result is notified to the control unit 30 so that the control unit 30 controls the currently received program from being output from the MPEG decoder 20 to the display 50.

도 2에는 얼굴 인식부(100)의 상세 블록 구성도가 예시된다. 본 발명에 따른 얼굴 인식부(100)는 특징 벡터 추출부(110), 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부(120), 조건부 확률 계산부(130) 신경 회로망(150)을 구비한다. 본 발명에 따른 얼굴 인식부(100)는 먼저 시청자 그룹으로서 예로, 한 가족 구성원 개개인 마다 얼굴을 인식하고 있어야 한다. 따라서, 얼굴 인식부(100)는 도 1에 예시된 얼굴 영상 취득부(60)를 이용하여 인식될 시청자 그룹내 구성원의 얼굴 영상을 취득하고, 취득된 얼굴 영상에 대한 특징을 기억하는 과정을 수행한다.2 illustrates a detailed block diagram of the face recognition unit 100. The face recognition unit 100 according to the present invention includes a feature vector extractor 110, a hidden Markov model parameter generator 120, a conditional probability calculator 130, and a neural network 150. The face recognition unit 100 according to the present invention should first recognize a face for each family member, for example, as a viewer group. Accordingly, the face recognition unit 100 acquires a face image of a member of the viewer group to be recognized using the face image acquisition unit 60 illustrated in FIG. 1, and performs a process of storing features of the acquired face image. do.

얼굴 영상 취득부(60)는, 예로, CCD 카메라(도시안됨) 등을 이용하여 시청자 그룹내 각 구성원에 대한 얼굴 영상을 취득한다. 영상 취득시, 카메라 렌즈의 먼지나 잡음을 제거하기위하여 로우패스 필터로 구성된 메디안 필터(median filter)를 사용한다.The face image acquisition unit 60 acquires, for example, a face image for each member of the viewer group using a CCD camera (not shown). In image acquisition, a median filter consisting of a low pass filter is used to remove dust or noise from the camera lens.

얼굴 영상 취득부(60)에 의해 취득된 구성원당 얼굴영상은 얼굴 인식부(100)의 특징벡터 추출부(110)로 제공된다. 이하 본 발명의 실시예에 있어서, 한 가족 구성원은 10명, 각 사람당 취득된 얼굴 영상의 개수는 10장 인 것으로 가정하여 설명된다. 이와 관련하여 인식될 대상자의 수, 각 대상자당 얼굴 영상의 개수 및 하기 설명되는 특징 벡터의 개수는 신경 회로망(150)을 학습시키기에 충분하기만 하면, 어떠한 개수라도 무관하다.The face image per member acquired by the face image acquisition unit 60 is provided to the feature vector extractor 110 of the face recognition unit 100. In the following embodiment of the present invention, one family member is described, assuming that the number of face images acquired per person is 10. In this regard, the number of subjects to be recognized, the number of face images per subject and the number of feature vectors described below may be any number as long as it is sufficient to train the neural network 150.

특징 벡터 추출부(110)는 기설정된 에지 추출 기법에 의해 도 3에 예시된 바와 같은 에지 얼굴 영상(200)을 추출하고, 특징 벡터를 생성한다. 도 3에 도시된 에지 얼굴영상(20)은 두 눈(212 및 214), 코(216)과 입(218)을 포함하고 있는데, 특징 벡터는 이들에 기반하여 생성된다. 특징 벡터는 5 개의 원소, 즉, [F1, F2, F3, F4, F5] = [a/f, b/f, c/f, d/f, e/f]를 가지고 있다. 여기서, "a"는 왼쪽 눈(212)의 밑면 중간점과 코(216)의 밑면 중간점 사이의 대각 길이이고; "b"는 오른쪽 눈(214)의 밑면 중간점과 코(216)의 밑면 중간점 사이의 대각 길이이고; "c"는 코(216)의 밑면 중간점과 입(218)의 윗면 중간점 사이의 수직 길이이고; "d"는 오른쪽 눈(214)의 밑면 중간점과 코(216)의 밑면 중간점 사이의 수직 길이이고; "e"는 입(218)의 좌측면 중간점과 그 점으로부터의 수평선이 얼굴 영상(200)의 윤곽선과 만나는 점 사이의 가로 길이이며; "f"는 왼쪽 눈(212)의 우측면 중간점과 오른쪽 눈(214)의 좌측면 중간점 사이의 수평 길이이다. "a"에서 "e"까지의 5개의 원소들은 "f"로 나누어져 정규화됨으로써 특징벡터(Ov= O1, O2, O3, O4, O5)로서 규정된다.The feature vector extractor 110 extracts an edge face image 200 as illustrated in FIG. 3 by a predetermined edge extraction technique and generates a feature vector. The edge facial image 20 shown in FIG. 3 includes two eyes 212 and 214, a nose 216 and a mouth 218, and feature vectors are generated based on these. The feature vector has five elements, [F1, F2, F3, F4, F5] = [a / f, b / f, c / f, d / f, e / f]. Where "a" is the diagonal length between the bottom midpoint of the left eye 212 and the bottom midpoint of the nose 216; "b" is the diagonal length between the bottom midpoint of the right eye 214 and the bottom midpoint of the nose 216; "c" is the vertical length between the bottom midpoint of nose 216 and the top midpoint of mouth 218; "d" is the vertical length between the bottom midpoint of the right eye 214 and the bottom midpoint of the nose 216; "e" is the horizontal length between the left midpoint of mouth 218 and the point from which the horizontal line meets the outline of face image 200; "f" is the horizontal length between the right side midpoint of left eye 212 and the left side midpoint of right eye 214. Five elements from "a" to "e" are defined as feature vectors (O v = O 1 , O 2 , O 3 , O 4 , O 5 ) by dividing and normalizing by "f".

특징 벡터(Ov)는, 하기 표 1에 예시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 10 명의구성원마다 10장의 얼굴 영상이 있으므로, 각 구성원의 얼굴 영상마다 5개씩 특징벡터가 있는 것이다. 따라서, 각 구성원마다 10 장의 얼굴 영상에서 총 50개의 특징 벡터가 있는 것이므로, 전체 10명의 구성원에 대하여 총 500개의 특징 벡터가 있는 것이다.As illustrated in Table 1, since the feature vectors O v have 10 face images for every 10 members as described above, there are 5 feature vectors for each face image of each member. Therefore, since each member has a total of 50 feature vectors in 10 face images, there are a total of 500 feature vectors for all 10 members.

대상자Target person 얼굴 영상Face image 특징 벡터Feature vector 모델 파라미터Model parameters 구성원 1Member 1 영상 1...영상 10Image 1 ... Image 10 Ov,1= O1, O2, O3, O4, O5...Ov,20= O1, O2, O3, O4, O5 O v , 1 = O 1 , O 2 , O 3 , O 4 , O 5 ... O v , 20 = O 1 , O 2 , O 3 , O 4 , O 5 λ1 λ 1 ...... ...... ...... ...... 구성원 10Member 10 영상 1...영상 10Image 1 ... Image 10 Ov,1= O1, O2, O3, O4, O5...Ov,20= O1, O2, O3, O4, O5 O v , 1 = O 1 , O 2 , O 3 , O 4 , O 5 ... O v , 20 = O 1 , O 2 , O 3 , O 4 , O 5 λ10 λ 10

상술한 표 1에 예시된 바와 같이 특징 벡터 추출부(20)에 의해 추출되는 각 구성원당 10장의 얼굴영상중 5장의 얼굴영상에 대한 250 개의 특징 벡터(Ov)가 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부(120)로 제공된다. 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부(120)로 제공된 특징벡터는 훈련 데이터로서 사용된다.As illustrated in Table 1, 250 feature vectors O v of 5 face images among 10 face images extracted by the feature vector extractor 20 are hidden Markov model parameter generators ( 120). The feature vector provided to the hidden Markov model parameter generator 120 is used as training data.

본 발명에서 사용되는 은닉 마르코프 모델은 신호를 이중의 통계학적 처리(doubly stochastic process)로 나타낼 수 있는 통계학적 모델로서, 관찰열이라 지칭되는 특징의 연속열 O1, O2, . . . , OΤ와 감추어진(hidden) 부분인 상태열 s1, s2, . . . , sΤ로 나타낼 수 있다. 은닉 마르코프 모델은 천이(transition)에 의해 서로 연결된 상태들의 모임으로서 각 천이에는 2 가지의 확률이 관련되어있다. 하나는 현재의 천이가 이루어질 천이 확률이고, 다른 하나는 천이가 이루어졌을 때 유한개의 관측 대상으로부터 각 출력 심볼이 관측되는 조건부 확률을 규정하는 확률이다.The hidden Markov model used in the present invention is a statistical model that can represent a signal as a double stochastic process, and has a sequence of features O 1 , O 2 ,. . . , O Τ and the hidden state strings s 1 , s 2 ,. . . , s Τ The hidden Markov model is a collection of states that are connected to each other by transition, and each transition involves two probabilities. One is the transition probability that the current transition is to be made, and the other is the probability that defines the conditional probability that each output symbol is observed from a finite number of observation objects when the transition is made.

이러한 은닉 마르코프 모델은 상태수가 N이고, 관측 심볼수가 M이고, 상태 집합 Q = {q1,q2,. . . . ,qN 이고, 심볼 집합 V = {v1,v2,. . . . ,vM 이고, 관측열의 길이 t = 1, 2, . . . , Γ 일 때 하기 수학식 3과 같은 모델 파라미터(λ)로서 정의될 수 있다.This hidden Markov model has a state number of N, an observation symbol number of M, and a state set Q = q 1 , q 2 ,. . . . , q N , Symbol set V = {v 1 , v 2 ,. . . . , v M , The length of the observation column t = 1, 2,. . . , Γ It may be defined as a model parameter λ as shown in Equation 3 below.

λ = (A, B, π)λ = (A, B, π)

상술한 수학식 3에서, 변수 A는 t 번째 관측 심볼열이 상태 qi에 있고, t+1 번째 관측 심볼열이 상태 qj를 선택할 상태 천이 확률이고, 변수 B는 t 번째 관측 심볼열이 상태 qj상태에서 심볼 vk를 선택할 관측 심볼 확률이고, 변수 π는 초기 상태에서 상태 qj를 선택할 초기 상태 확률로서, 각기 하기 수학식 4 내지 6과 같이 정의된다.In Equation 3, the variable A is the state transition probability at which the t th observation symbol string is in state q i , the t + 1 th observation symbol string is the state q j to be selected, and the variable B is the t th observation symbol string is the state. The observed symbol probability to select the symbol v k in the q j state, and the variable π is an initial state probability to select the state q j in the initial state, which are defined as Equations 4 to 6, respectively.

A ={ai j}, ai j= Pr(qjat t+1,qiat t)A = {a ij }, a ij = Pr (q j at t + 1, q i at t)

B ={bj(k)}, bj(k) = Pr(vkat t, qjat t)B = {b j (k)}, b j (k) = Pr (v k at t, q j at t)

π ={πi}, πi= Pr(qjat t=1)π = {π i }, π i = Pr (q j at t = 1)

본 발명에 따르면, 은닉 마르코프 모델에서 다섯 개의 특징 벡터 Ov를 관측열의 길이로서 사용하며, 상태수를 4개로하며, 천이 가능 개수가 2인 left-to-right 모델을 사용하여 모델 파라미터를 생성하도록 하였다.According to the present invention, in the hidden Markov model, five feature vectors O v are used as the length of the observation sequence, the number of states is four, and a model parameter is generated by using a left-to-right model of two possible transition numbers. It was.

따라서, 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부(30)는 한 구성원당 5장의 각 얼굴 영상당 5개씩의 특징 벡터 Ov를 수신하여 가장 작은 값으로 수렴되는 모델 파라미터(λ)를 생성하는 것으로 훈련된다. 그 결과, 한 사람당 하나의 가장 작은 값으로 수렴되는 모델 파라미터(λi)가 생성되며, 상술한 표 1에서와 같이 총 10개의 모델 파라미터(λi= λ1, λ2, λ3, . . . , λ10)가 생성된다.Therefore, the hidden Markov model parameter generation unit 30 is trained to receive five feature vectors O v for each of five facial images per member and generate a model parameter λ that converges to the smallest value. As a result, a model parameter λ i is generated that converges to one smallest value per person, and a total of 10 model parameters λ i = λ 1 , λ 2 , λ 3 ,. , λ 10 ) is generated.

그 다음, 조건부 확률 생성부(130)는 수렴된 10개의 모델 파라미터(λi= λ1, λ2, λ3, . . . , λ10)와 표 1에 예시된 나머지 절반의 각 구성원에 대한 특징 벡터를 이용하여 각 구성원에 대한 특징 벡터 Ov의 조건부 확률, Pr(O|λ) , 을 구한다. 이 조건부 확률은 각각의 구성원에 대하여 가장 큰 확률값을 가지는 구성원을 인식 결과로 출력하는 것으로, 하기 표 2에 예시된 바와 같다.Then, the conditional probability generating unit 130 performs the converged 10 model parameters (λ i = λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ 10 ) and the remaining half of each member illustrated in Table 1. Conditional probability of the feature vector O v for each member using the feature vector, Pr (O | λ) Find,. This conditional probability outputs the member having the largest probability value for each member as a recognition result, as shown in Table 2 below.

대상자Target person 얼굴 영상Face image 모델 파라미터Model parameters 조건부 확률Conditional probability 구성원 1Member 1 영상 1...영상 10Image 1 ... Image 10 λ1 λ 1 Pr(Ov,1|λ1), Pr(Ov,1|λ2), . . . , Pr(Ov,1|λ10)...Pr(Ov,10|λ1), Pr(Ov,10|λ2), . . . , Pr(Ov,10|λ10)Pr (O v , 1 | λ 1 ), Pr (O v , 1 | λ 2 ),. . . , Pr (O v , 1 | λ 10 ) ... Pr (O v , 10 | λ 1 ), Pr (O v , 10 | λ 2 ),. . . , Pr (O v , 10 | λ 10 ) ...... ...... ...... ...... 구성원 10Member 10 영상 1...영상 10Image 1 ... Image 10 λ10 λ 10 Pr(Ov,1|λ1), Pr(Ov,1|λ2), . . . , Pr(Ov,1|λ10)...Pr(Ov,10|λ1), Pr(Ov,10|λ2), . . . , Pr(Ov,10|λ10)Pr (O v , 1 | λ 1 ), Pr (O v , 1 | λ 2 ),. . . , Pr (O v , 1 | λ 10 ) ... Pr (O v , 10 | λ 1 ), Pr (O v , 10 | λ 2 ),. . . , Pr (O v , 10 | λ 10 )

상술한 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 구성원에 대하여 구한 조건부 확률은 각 구성원당 100개의 조건부 확률값으로 구해진다. 이중에서, 각 구성원당 절반의 조건부 확률값이 다음단의 신경 회로망(150)으로 인가된다. 신경회로망(150)에 인가되는 절반의 조건부 확률값은 신경 회로망(150)을 학습시키는 데이터로서 사용되며, 나머지 절반의 조건부 확률값은 학습된 신경 회로망(150)을 테스트하기 위해 내부에 저장한다.As can be seen in Table 2 above, the conditional probabilities obtained for each member are calculated as 100 conditional probability values for each member. Of these, half the conditional probability value for each member is applied to the next neural network 150. The half conditional probability value applied to the neural network 150 is used as data for training the neural network 150, and the other half conditional probability value is stored therein for testing the learned neural network 150.

신경 회로망(150)은 널리 알려진바와 같이 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)으로 구성된다. 본 발명에 있어서, 신경 회로망(150)의 입력 노드의 개수는 조건부 확률 생성부(130)에서 제공되는 조건부 확률값의 개수와 동일한 100개이며, 출력 노드는 구성원의 개수와 동일한 10개로 구성된다. 신경 회로망(150)은 조건부 확률 생성부(130)에서 제공된 확률값에 기초하여 훈련됨으로써, i번째 출력 노드에서 제 1 값, 즉, "1" 과 i번째 출력 노드를 제외한 각각의 다른 출력 노드에서 제 2 값, 즉 "0"를 발생하는 것으로 학습된다. 신경 회로망(40)의 학습은 통상의 학습 알고리즘, 예를 들면, 오류 역전파 알고리즘(error back propagation algorithm)을 이용하여 실행된다.The neural network 150 is composed of an input layer, a hidden layer, and an output layer, as is widely known. In the present invention, the number of input nodes of the neural network 150 is 100 equal to the number of conditional probability values provided by the conditional probability generating unit 130, and the output node is composed of 10 equal to the number of members. The neural network 150 is trained based on the probability value provided by the conditional probability generating unit 130, so that the neural network 150 has a first value at the i th output node, i. 2 values, i.e., "0", are learned. The learning of neural network 40 is performed using conventional learning algorithms, for example, error back propagation algorithms.

그런 다음, 조건부 확률 생성부(130)에 저장된 조건부 확률은 순차적으로 신경 회로망(150)으로 입력되고 대상자, 즉 시청자들은 신경 회로망(150)의 인식 결과에 기초하여 인식된다.Then, the conditional probabilities stored in the conditional probability generator 130 are sequentially input to the neural network 150 and the target person, that is, the viewers, are recognized based on the recognition result of the neural network 150.

다시 도 1을 참조하면, 디지탈 텔레비젼의 제어부(30)에서 방송프로그램에 포함된 시청제한 등급을 분석하여 방송프로그램 시청제한 확인신호를 얼굴 인식부(100)로 제공되면, 얼굴영상 취득부(60)에서 현재 텔레비젼을 시청자하는 인식대상자의 얼굴 영상이 취득되고, 특징 벡터 추출부(110)에 의해 인식대상자의 얼굴영상의 특징 벡터가 추출된 특징 벡터가 얼굴 인식부(100)로 인가되면, 그 특징 벡터는 얼굴 인식부(100)의 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부(120)을 통하지 않고 직접 조건부 확률 생성부(130)로 입력된다. 조건부 확률 생성부(130)는 은닉 마르코프 모델을 사용하여 특징 벡터를 조건부 확률을 생성한다. 그런다음, 생성된 조건부 확률이 학습된 신경 회로망(150)에 입력된다. 신경 회로망(150)은 그 특징 벡터에 해당하는 사람이 10명 중 어떤 사람으로 인식되는지를 나타내는 출력을 생성한다.Referring back to FIG. 1, when the control unit 30 of the digital television analyzes the parental level included in the broadcast program and provides the broadcast program parental control confirmation signal to the face recognition unit 100, the face image acquisition unit 60 is provided. When the face image of the person to be recognized who is currently watching TV is acquired, and the feature vector extracted from the feature vector of the face image of the person to be recognized by the feature vector extractor 110 is applied to the face recognition unit 100, the feature is extracted. The vector is input directly to the conditional probability generator 130 without passing through the hidden Markov model parameter generator 120 of the face recognition unit 100. The conditional probability generator 130 generates the conditional probability of the feature vector using the hidden Markov model. The generated conditional probabilities are then input to the learned neural network 150. The neural network 150 generates an output indicating which of the ten people the person corresponding to the feature vector is recognized.

이상 설명한 바와같이, 얼굴 인식을 이용하여 방송프로그램 시청자의 시청을 자동적으로 및 선택적으로 실행해줌으로써, 종래와 같이 방송 프로그램 시청제한에 특정 권한을 갖는 구성원이 비밀번호의 망각을 염려하지 않아도 되고, 굳이 비밀 번호를 숙지를 필요로 하지 않는다.As described above, by automatically and selectively executing viewing of a broadcast program viewer using face recognition, a member who has a specific authority to restrict viewing of a broadcast program does not have to worry about forgetting a password as in the prior art. Do not need to know the number.

Claims (3)

얼굴 인식을 이용한 디지탈 텔레비젼의 방송 프로그램 시청 제한 장치에 있어서,In the broadcast program viewing restriction device of digital television using face recognition, 상기 방송프로그램의 비트 스트림을 복호화하여 시청가능한 형태로 출력하며, 상기 비트 스트림에 수반된 방송프로그램 시청등급을 검출하는 디코딩 수단;Decoding means for decoding and outputting a bit stream of the broadcast program in a viewable form, and detecting a broadcast program viewing grade accompanying the bit stream; 상기 방송프로그램을 시청하고자하는 각 구성원의 얼굴의 특징을 인지하고 있으며, 방송프로그램 시청제한 확인신호에 응답하여, 상기 인지된 특징에 기초하여 상기 구성원의 신원을 확인한 인식 결과를 발생하는 얼굴 인식 수단;Face recognition means for recognizing a feature of a face of each member who wants to watch the broadcast program, and generating a recognition result of confirming the identity of the member based on the recognized feature in response to a broadcast program viewing restriction confirmation signal; 상기 디코딩 수단에 의해 검출된 시청 등급을 기설정된 시청제한 등급과 비교하여 상기 방송프로그램 시청제한 확인신호를 발생하고, 상기 얼굴 인식 수단으로부터 발생된 인식 결과에 따라 상기 디코딩 수단을 인에이블 또는 디스에이블 상태로 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식을 이용한 방송프로그램 시청 제한 장치.Comparing the parental level detected by the decoding means with a preset parental level to generate the broadcast program parental control confirmation signal, and enabling or disabling the decoding unit in accordance with a recognition result generated from the face recognition unit. And a control means for controlling the broadcast program viewing restriction apparatus using face recognition. 제 1 항에 있어서, 상기 얼굴 인식 수단은:The apparatus of claim 1, wherein the face recognition means comprises: 상기 디코딩 수단에 의해 출력된 방송 프로그램을 시청하고자하는 인식 대상자의 얼굴 영상을 취득하는 카메라;A camera for acquiring a face image of a person to be recognized who wants to watch the broadcast program output by the decoding means; 상기 카메라로부터 취득된 구성원의 얼굴로부터 특징 벡터를 추출하는 특징벡터 추출부;A feature vector extracting unit extracting a feature vector from a face of a member acquired from the camera; 상기 각 구성원의 특징벡터를 이용하여 학습된 결과에 따라 상기 인식 대상자의 특징 벡터에 대응하는 신원을 확인하여 상기 인식 결과를 상기 제어 수단으로 제공하는 신경회로망을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식을 이용한 방송프로그램 시청 제한 장치.Using a face recognition, characterized in that it comprises a neural network for identifying the identity corresponding to the feature vector of the person to be recognized according to the results learned using the feature vector of each member to provide the recognition result to the control means Program viewing restriction device. 제 2 항에 있어서, 상기 얼굴 인식 수단은:The apparatus of claim 2, wherein the face recognition means comprises: 상기 각 구성원의 특징벡터를 이용하여 훈련됨으로써 가장 작은 수렴값을 갖는 은닉 마르코프 모델 파라미터를 생성하는 은닉 마르코프 모델 파라미터 생성부;A hidden Markov model parameter generator for generating a hidden Markov model parameter having the smallest convergence value by training using the feature vectors of each member; 상기 은닉 마르코프 모델 생성부로부터 생성된 은닉 마르코프 모델 파라미터와 상기 각 구성원의 특징벡터를 이용하여 상기 특징 벡터의 조건부 확률을 생성하여 상기 신경 회로망에 제공함으로써 상기 신경 회로망을 학습시키는 조건부 확률 생성부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식을 이용한 방송프로그램 시청 제한 장치.The conditional probability generator further generates a conditional probability of the feature vector by using the hidden Markov model parameter generated by the hidden Markov model generator and the feature vector of each member and provides the neural network to the neural network. Broadcast program viewing restriction device using face recognition, characterized in that.
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