KR100536747B1 - The video storing system using a ptz camera and the method there of - Google Patents
The video storing system using a ptz camera and the method there of Download PDFInfo
- Publication number
- KR100536747B1 KR100536747B1 KR10-2003-0055132A KR20030055132A KR100536747B1 KR 100536747 B1 KR100536747 B1 KR 100536747B1 KR 20030055132 A KR20030055132 A KR 20030055132A KR 100536747 B1 KR100536747 B1 KR 100536747B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- face
- image
- tracking
- region
- security system
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
- H04N23/681—Motion detection
- H04N23/6815—Motion detection by distinguishing pan or tilt from motion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/69—Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템 및 방법은, 하나의 PTZ 카메라를 이용하여 넓은 범위의 감시를 수행함과 동시에 감시구역 내에 존재하는 사람들의 얼굴을 고해상도로 촬영 및 기록할 수 있어 얼굴 감식을 통한 보안 시스템의 신뢰성을 획기적으로 높일 수 있다. The video security system and method using a PTZ camera according to the present invention can perform a wide range of surveillance using a single PTZ camera and simultaneously capture and record the faces of people in the surveillance zone in high resolution. It can greatly increase the reliability of the security system.
또한 본 발명은 하나의 PTZ 카메라를 이용하여 사람의 얼굴 영역만을 추적, 검출, 및 확대하여 녹화할 수 있으므로, 무인화 및 자동화된 인공지능형 영상 보안 시스템을 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.In addition, the present invention can track, detect, and enlarge only a face area of a person using a single PTZ camera, thereby realizing an unmanned and automated AI video security system at low cost.
또한 본 발명은 비정상적인 침입자의 발견 시 알람 신호와 함께 침입자의 얼굴 영역만을 추적, 검출, 및 확대하여 제공하여 줌으로써 영상 보안 시스템의 효과를 극대화할 수 있다.In addition, the present invention can maximize the effect of the video security system by providing only an intruder's face area along with the alarm signal upon detection of an abnormal intruder.
Description
본 발명은 영상 보안 시스템에 관한 것으로, 특히 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라를 이용하여 얼굴 영상만을 검출 추적, 촬영 할 수 있도록 하여 보안 감시의 정확성을 높일 수 있도록 하는 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image security system, and in particular, an image security system using a PTZ camera that can detect, track and photograph only a face image using a PTZ (Pan / Tilt / Zoom) camera to increase the accuracy of security surveillance. And to a method.
오늘날 영상 보안 시스템은 복잡하고 빠르게 변화하는 현대 사회에서 인적 혹은 기술적 자원을 보호 또는 감시할 필요성이 증가함에 따라 그 중요성이 나날이 높아져가고 있다. 특히 기업, 관공서 그리고 은행 등의 출입자 감시 및 증거물 확보를 위해서 비약적으로 영상 보안 시스템의 활용이 증가되고 있다. Today, video security systems are becoming increasingly important as the need to protect or monitor human or technical resources in a complex and rapidly changing modern society. In particular, the use of video security systems is increasing dramatically for surveillance of visitors and securing evidence in corporations, government offices, and banks.
이러한 영상 보안 시스템의 감시 성능은 그 시스템의 자동화성과 시스템의 결과로 얻어지는 영상으로 나타난다. 자동화성은 점차 감시구역이 나날이 넓어져가고 복잡해져 가는 것과 모든 감시영역을 감시자가 지켜봐야 하는 초기 보안 및 감시 시스템의 문제점에서 그 필요성이 대두되었다. Surveillance performance of such a video security system is represented by the automation of the system and the resulting video. The need for automation has arisen from the growing security and surveillance of surveillance areas, and from the problems of early security and surveillance systems that require the watcher to monitor all surveillance areas.
예를 들어 감시구역에서 침입자의 움직임이 감지되면 자동으로 경보를 울리고 그 침입자를 추적하는 것은 침입자 감지 및 추적 자동화의 예이다. 이런 자동화성은 복잡해져 가는 현대 사회의 많은 감시구역들에 대한 감시 요구를 만족시키기 위해 필수적인 것이 되어가고 있다. For example, alarming and tracking an intruder when an intruder's movement is detected in a surveillance area is an example of intruder detection and tracking automation. This automation is becoming essential to meet the surveillance needs of many complex monitoring areas in modern society.
일반적인 영상 보안 시스템은 해당 감시구역을 많은 수의 고정식 카메라들로 구성하여 침입자를 감시하고 있다. 이러한 영상 보안 시스템의 구조는 상기의 침입자의 움직임 감지 및 추적과 같은 감시 시스템의 자동화를 이루기에 어려움이 많은 구조이다. A typical video security system consists of a large number of stationary cameras to monitor intruders. The structure of such a video security system is a structure that is difficult to achieve automation of a surveillance system such as motion detection and tracking of the intruder.
다수의 고정식 카메라를 이용하는 영상 보안 시스템에서 각 고정식 카메라 별 움직임 대상 감지는 각 고정식 카메라의 제한적인 시야 내에서 가능하지만 전체적인 감시 시스템의 움직임 감지 자동화에는 무리가 있으며, 특히 대상을 지속적으로 추적하는 고급 자동화기능은 갖추기 어렵다. In a video security system using multiple fixed cameras, motion detection by each stationary camera is possible within the limited field of view of each stationary camera, but it is difficult to automate motion detection of the entire surveillance system, especially advanced automation to continuously track an object. The function is difficult to equip.
또한 일반적인 영상 보안 시스템의 경우 넓은 영역을 고정된 고정식 카메라를 이용하여 촬영 기록하는 방식을 사용하였다. 이때의 고정식 카메라는 해상도가 제한되어 있으므로 침입자의 영상이 촬영되었다 하더라도 고정식 카메라를 통해 촬영된 사람의 얼굴 영상은 매우 낮은 해상도로 떨어져, 얼굴 식별력이 떨어진다는 문제점이 발생한다.In addition, the general video security system used a method of recording and recording a large area using a fixed fixed camera. In this case, the fixed camera has a limited resolution, so even if an intruder's image is captured, the face image of the person captured by the fixed camera drops to a very low resolution, resulting in a poor face discrimination.
이에 따라 증거 영상 확보가 필요한 경우 저해상도로 인해 영상 보안 시스템의 감시 성능이 저하되고 저해상도로 인한 얼굴 인식등의 확장된 응용이 어렵게 된다.As a result, it is difficult to secure the surveillance video of the video security system due to the low resolution, and to expand the application of face recognition due to the low resolution.
이러한 단점을 보안하기 위해 디지털 카메라를 도입하고 고정식 카메라의 해상도를 높이는 방법을 적용할 수 있으나, 이 경우 영상 데이터의 양이 기하급수적으로 증가하게 되어 기록 비용이 증가하게 되는 단점이 발생한다.In order to secure such disadvantages, a method of introducing a digital camera and increasing the resolution of a fixed camera may be applied, but in this case, the amount of image data increases exponentially, resulting in an increase in recording cost.
이를 보완하기 위해 최근 제시된 대안으로 단수 또는 복수의 고해상도 PTZ 카메라를 일반 카메라와 함께 이용하는 영상 보안 시스템이 제안되었으나, 이는 적어도 두개 이상의 카메라를 필요로 하여 영상 보안 시스템의 비용이 높고, 움직이는 물체를 모두 확대하여 기록하므로 일반 물체와 얼굴이 섞여 있는 영상에서 물체만을 기록하고 얼굴을 누락시킬 수 있는 단점이 있었다.In order to compensate for this, a video security system using a single or a plurality of high resolution PTZ cameras in combination with a general camera has been proposed, but it requires at least two or more cameras, which increases the cost of the video security system and expands all moving objects. Since the recording is performed by recording a normal object and an object, only an object is recorded and a face may be missing.
특히 이와 같은 종래의 영상 보안 시스템은 기록된 배경영상과의 칼라차이를 이용하여 영상에서 변화된 부분을 검출 추적하는 비교적 단순한 방법만을 사용하였으며 사람의 얼굴에 대한 선별성은 제공하지 못하였다. In particular, such a conventional video security system uses a relatively simple method of detecting and tracking a changed part of an image by using a color difference from a recorded background image, and does not provide a selectivity for a human face.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 PTZ 카메라를 이용하여 사람의 얼굴 부분만을 선별적으로 검출 추적, 촬영하여 얼굴 영상만을 선별적으로 기록할 수 있도록 하는 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by using a PTZ camera using a PTZ camera to selectively record only the face image by detecting and tracking only the face part of the person It is to provide a video security system and method.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 일측면에 따르면, 상하 좌우 회전과 줌-인/ 줌-아웃을 수행하여 감시구역의 영상을 촬영하여 전송하는 촬영부와, 상기 감시구역을 촬영한 영상 중 얼굴 영역을 검출하여, 선택하고, 상기 선택된 얼굴 영역이 확대되어 촬영되도록 상기 촬영부를 제어하여 영상을 획득하는 영상 캡쳐부와, 상기 획득된 영상을 압축하는 영상 압축부를 포함한다.According to one aspect of the image security system using a PTZ camera according to the present invention for realizing the above object, the photographing unit for performing the vertical and horizontal rotation and zoom-in / zoom-out to shoot and transmit the image of the surveillance zone; An image capture unit configured to detect and select a face region of the captured image of the surveillance zone, and control the photographing unit to acquire an image to enlarge the selected face region and to compress the obtained image; Contains wealth.
또한, 본 발명에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 보안방법의 일측면에 따르면, 감시구역을 촬영한 영상 중 얼굴 영역을 검출하고, 선택하는 검출 단계와, 상기 선택된 얼굴 영상의 위치를 일정 시간동안 추적하고, 확대하도록 촬영부를 제어하여, 확대된 얼굴 영상을 획득하는 단계와, 확대된 얼굴 영상을 압축 및 저장하고, 일정 시간이 경과하면, 다시 감시구역을 촬영한 영상 중 얼굴 영역을 검출하고, 선택하는 단계를 포함한다.In addition, according to one aspect of the security method of the image security system using a PTZ camera according to the present invention, a detection step of detecting and selecting a face region of the image photographing the surveillance zone, and the position of the selected face image for a predetermined time Tracking the image, and controlling the photographing unit to magnify, obtaining an enlarged face image, compressing and storing the enlarged face image, and detecting a face region of the image of the surveillance zone again after a certain time. And selecting.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템 및 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, an image security system and method using a PTZ camera of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a video security system using a PTZ camera according to a preferred embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템은 촬영부(1), 영상 캡쳐부(2), 영상 압축부(3), 영상 저장 및 전송 제어부(4), 데이터베이스(5), 및 통신 인터페이스부(6)를 구비한다. As shown, an image security system using a PTZ camera includes a photographing unit 1, an image capturing unit 2, an image compressing unit 3, an image storing and transmitting control unit 4, a database 5, and a communication interface. The part 6 is provided.
촬영부(1)는 영상 캡쳐부로부터 전송되는 카메라 제어 신호(위치 제어 신호 및 줌-인/ 줌-아웃 제어 신호)에 따라 카메라 앵글을 상하 좌우 회전, 및 광각에서 협각까지 조절하여, 감시구역의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 신호 변환부(21)로 전송하여 준다.The photographing unit 1 adjusts the camera angle up and down, left and right, and wide angle to narrow angle according to the camera control signal (position control signal and zoom-in / zoom-out control signal) transmitted from the image capturing unit. The image is taken, and the captured image is transmitted to the signal converter 21.
촬영부로는 카메라 앵글이 상하 좌우 회전, 및 광각에서 협각까지 조절가능한 PTZ 카메라를 이용한다. The photographing unit uses a PTZ camera whose camera angle is adjustable up and down, left and right, and wide angle to narrow angle.
영상 캡쳐부(2)는 촬영부(1)를 통해 촬영된 영상 중 얼굴 영역만을 검출하고, 검출된 얼굴 영역이 일정 크기 이상으로 촬영되도록 촬영부(1)를 제어하고, 이때 촬영된 영상을 영상 압축부로 전송하여 준다. The image capturing unit 2 detects only a face region of the image photographed by the capturing unit 1, controls the capturing unit 1 so that the detected face region is captured to a predetermined size or more, and at this time, the captured image Send it to the compression unit.
이러한 동작을 위해 영상 캡쳐부(2)는 촬영부(1)로부터 전송되는 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 신호 변환부(21), 영상 캡쳐부(2)로부터 디지털 영상 신호를 수신하여 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 영상 검출부(22), 및 검출된 얼굴 영역을 확대하여 촬영하도록 촬영부(1)를 제어하는 얼굴 영상 확대 제어부(23)를 구비한다. For this operation, the image capturing unit 2 receives a digital image signal from the image capturing unit 2 and a signal converting unit 21 for converting an analog image signal transmitted from the photographing unit 1 into a digital image signal. A face image detection unit 22 for detecting an area, and a face image magnification control unit 23 for controlling the photographing unit 1 to enlarge and photograph the detected face area.
이때의 영상 캡쳐부(2)는 영상 보안 시스템의 동작 상태를 감시구역 내에 존재하는 사람들의 얼굴 영역을 검출하기 위한 제 1 동작 상태와, 검출된 얼굴영역을 확대하기 위한 제 2 동작 상태로 구분한다.At this time, the image capturing unit 2 divides the operation state of the image security system into a first operation state for detecting a face area of people present in the surveillance area and a second operation state for enlarging the detected face area. .
영상 캡쳐부(2)는 제 1 동작 상태에서는 얼굴 영상 검출부(22)를 호출하고, 신호 변환부(21)의 디지털 영상 신호를 얼굴 영상 검출부(22)로 전송한다. The image capture unit 2 calls the face image detector 22 in the first operation state, and transmits the digital image signal of the signal converter 21 to the face image detector 22.
호출된 얼굴 영상 검출부(22)가 얼굴 영역의 검출을 완료하면, 영상 캡쳐부(2)는 검출된 얼굴 영역을 확대 추적하여 촬영할 수 있도록 촬영부(1)를 제어하는 얼굴 영상 확대 제어부(23)를 호출하고 영상 보안 시스템의 동작 상태를 제 2 동작 상태로 변경한다. When the called face image detector 22 completes the detection of the face region, the image capture unit 2 controls the image capture unit 1 to enlarge and track the detected face region. Call and change the operating state of the video security system to the second operating state.
그리고 일정 시간동안 확대 추적하여 촬영된 얼굴 영상을 영상 압축부(3)로 전송하여준 후, 다시 영상 보안 시스템의 동작 상태를 제 1 동작 상태로 변경하고, 다른 얼굴 영상을 검출하기 위해 얼굴 영상 검출부(22)를 호출한다. Then, after magnified tracking for a predetermined time, the image of the face is transferred to the image compression unit 3, and then the operation state of the image security system is changed to the first operation state, and the face image detection unit is configured to detect another face image. Call (22).
제 1 동작 상태에서 동작되는 얼굴 영상 검출부(22)는 신호 변환부(21)를 통해 수신된 디지털 영상 신호로부터 감시구역 내에 존재하는 사람들의 얼굴의 위치를 추적하고 검출한다. 그리고 검출된 얼굴 영상 중 하나를 선택한다.The face image detector 22 operating in the first operating state tracks and detects the positions of the faces of people existing in the surveillance area from the digital image signal received through the signal converter 21. One of the detected face images is selected.
제 2 동작 상태에서 동작되는 얼굴 영상 확대 제어부(23)는 선택된 얼굴이 카메라 중심에 유지하고, 얼굴 영상이 사용자가 설정한 일정 크기 이상으로 확대되도록 제어하기 위한 카메라 PTZ 파라메터를 계산한다. 그리고 계산된 카메라 PTZ 파라메터에 따라 카메라 제어신호(위치 제어 신호와 줌-인/ 줌-아웃 제어 신호)를 생성하여 촬영부(1)로 전송하여 촬영부(1)를 계속적으로 제어한다. The face image enlargement control unit 23 operating in the second operation state calculates a camera PTZ parameter for controlling the selected face to be maintained at the center of the camera and controlling the face image to be enlarged to a predetermined size or more set by the user. The camera control signal (position control signal and zoom-in / zoom-out control signal) is generated and transmitted to the imaging unit 1 according to the calculated camera PTZ parameter to continuously control the imaging unit 1.
일정시간동안 얼굴 영상 확대 제어부(23)는 제 2 동작 상태에서 이와 같이 추적 및 확대된 얼굴 영상을 신호 변환부(21)를 통해 획득하고, 이때 획득한 적어도 하나 이상의 얼굴 영상들은 영상 압축부(3)로 전송한다. The face image enlargement control unit 23 acquires the face image tracked and enlarged in the second operation state through the signal converter 21 for a predetermined time, and at least one or more face images obtained at this time are the image compression unit 3. To send).
이와 같이 영상 캡쳐부(2)의 얼굴 영상 검출부(22)와 얼굴 영상 확대 제어부(23)는 영상 보안 시스템에 따라 배타적으로 스위칭되면서 동작된다. As such, the face image detector 22 and the face image magnification control unit 23 of the image capture unit 2 operate while being exclusively switched according to the image security system.
영상 압축부(3)는 영상 캡쳐부(3)로부터 수신된 얼굴 영상을 압축하며, 얼굴 영상 저장 및 전송 제어부(4)는 압축된 얼굴 영상을 데이터베이스(5)에 저장하고, 비정상적인 침입자가 존재하는 경우에는 압축된 얼굴 영상과 알람 신호를 통신 인터페이스부(6)를 통해 전송한다.The image compressing unit 3 compresses the face image received from the image capturing unit 3, and the face image storing and transmitting control unit 4 stores the compressed face image in the database 5, where an abnormal intruder exists. In this case, the compressed face image and the alarm signal are transmitted through the communication interface 6.
이때 통신망으로는 근거리 통신망(LAN), 광대역 통신망(WAN), 공중 전화망(PSTN), 패킷 교환망(PSDN), 비대칭 디지털 가입자선(ADSL), 및 종합 통신망(ISDN)등이 이용된다.At this time, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), a public switched telephone network (PSTN), a packet switched network (PSDN), an asymmetric digital subscriber line (ADSL), and an integrated communication network (ISDN) are used.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 보안방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a security method of a video security system using a PTZ camera according to a preferred embodiment of the present invention.
PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 동작 상태가 제 1 동작 상태인지 확인한다(단계 S1).It is checked whether the operating state of the video security system using the PTZ camera is the first operating state (step S1).
확인 결과, 영상 보안 시스템의 동작 상태가 제 1 동작 상태이면 얼굴 영상 검출부(22)를 동작시켜 감시구역에 존재하는 사람들 얼굴 영상의 위치를 추적하고 검출한다. 그리고 검출된 얼굴 영상 중 하나를 선택한다(단계 S2). As a result of the check, when the operating state of the video security system is the first operating state, the face image detecting unit 22 is operated to track and detect the position of the people face image existing in the surveillance zone. One of the detected face images is selected (step S2).
선택된 사람의 얼굴 영상을 추적 및 확대하여 보기 위해 얼굴 영상 확대 제어부(23)를 호출하고, 영상 보안 시스템의 동작 상태를 제 2 동작 상태로 변경한다(단계 S3). In order to track and enlarge the face image of the selected person, the face image magnification control unit 23 is called, and the operation state of the video security system is changed to the second operation state (step S3).
호출된 얼굴 영상 확대 제어부(23)는 선택된 사람의 얼굴의 위치 변화를 계속 추적하면서 해당 얼굴이 카메라 중심에 유지하도록 제어하는 위치 제어 신호와 얼굴 영상이 사용자가 설정한 크기 이상으로 확대하여 촬영하도록 제어하는 줌-인/ 줌-아웃 제어 신호를 전송하고, 선택된 사람의 얼굴 영상을 획득한다(단계 S4). The called face image magnification control unit 23 controls the face image to be zoomed in and taken beyond the size set by the user and a position control signal for controlling the face to be maintained at the center of the camera while continuously tracking the positional change of the face of the selected person. The zoom-in / zoom-out control signal is transmitted, and a face image of the selected person is acquired (step S4).
획득된 얼굴 영상을 압축하여, 압축된 얼굴 영상을 데이터베이스(5)에 저장하고(단계 S5), 압축된 얼굴 영상을 통신망을 통해 전송한다. 그리고 비정상적인 침입자가 존재하는 경우에는 추가로 알람 신호를 통신망을 통해 전송하여 준다(단계 S6).The obtained face image is compressed, the compressed face image is stored in the database 5 (step S5), and the compressed face image is transmitted through a communication network. If an abnormal intruder exists, an additional alarm signal is transmitted through the communication network (step S6).
시간의 경과를 체크하여, 일정 시간이 경과되었는지 확인하고(단계 S7), 일정 시간이 경과되었으면, 다시 감시구역내에 존재하는 사람들의 얼굴의 위치를 추적하고 검출하기 위해 영상 보안 시스템의 동작 상태를 제 1 동작 상태로 변경하고, 얼굴 영상 검출부(22)를 호출한다(단계 S8).Checking the passage of time, confirming that a predetermined time has elapsed (step S7), and if the predetermined time has elapsed, reestablish the operating state of the video security system in order to track and detect the position of the faces of people existing in the surveillance area. The operation state is changed to one operation state, and the face image detection unit 22 is called (step S8).
도 2에서 편의상 단계 S8의 동작 후 종료되는 것으로 도시되어 있으나, 실제 영상 보안 시스템에서는 시스템의 동작 상태가 일정 시간을 주기로 반복적으로 스위칭되면서 계속적으로 영상 보안 시스템의 보안 방법이 수행된다.In FIG. 2, for convenience, the operation is terminated after the operation of step S8. However, in the actual video security system, the security method of the video security system is continuously performed while the operating state of the system is repeatedly switched at a predetermined time interval.
이하에서는 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템에서 사용하는 얼굴 영상 검출부(3)에서 사용되는 얼굴 검출 추적 알고리즘과 얼굴 영상 확대 제어부(4)에서 사용되는 얼굴 확대 추적 알고리즘을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the face detection tracking algorithm used in the face image detection unit 3 used in the image security system using a PTZ camera and the face magnification tracking algorithm used in the face image enlargement control unit 4 will be described in detail.
이때의 얼굴 검출 추적 알고리즘은 영상 보안 시스템에서는 시스템이 제 1 동작 상태일 때 동작된다. 제 1 동작 상태에서는 PTZ 카메라(1)가 고정된 상태로 넓은 영역을 관측하게 되며 관측화면에 등장하는 사람들의 얼굴을 추적 및 검출하고, 검출된 얼굴 중 하나를 선택한다. 그리고 선택된 사람의 얼굴을 확대 추적하도록 얼굴 확대 추적 알고리즘을 호출하여 얼굴 확대 추적 알고리즘으로 수행권을 넘기고, 영상 보안 시스템의 동작 상태로 제 2 동작 상태로 변경한다.At this time, the face detection tracking algorithm is operated when the system is in the first operating state in the video security system. In the first operating state, the PTZ camera 1 observes a large area in a fixed state, tracks and detects faces of people appearing on the observation screen, and selects one of the detected faces. Then, the face magnification tracking algorithm is called to magnify and track the face of the selected person.
이에 호출된 얼굴 확대 추적 알고리즘은 PTZ 카메라(1)의 PTZ(Pan / Tilt / Zoom) 파라미터를 수시로 제어하여, PTZ 카메라(1)가 선택된 사람의 얼굴 영역을 계속적으로 추적 및 확대하도록 제어한다. The face zoom tracking algorithm, which is called, controls the PTZ (Pan / Tilt / Zoom) parameter of the PTZ camera 1 from time to time, so that the PTZ camera 1 continuously tracks and enlarges the face area of the selected person.
일정 시간이 경과되면 영상 보안 시스템의 동작 상태는 자동으로 다시 제 1 동작 상태로 변경되고, 얼굴 검출 추적 알고리즘으로 수행권을 넘기게 된다.After a certain time elapses, the operating state of the video security system is automatically changed back to the first operating state, and the execution right is passed to the face detection tracking algorithm.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 검출 추적 알고리즘을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a face detection tracking algorithm in detail according to a preferred embodiment of the present invention.
영상 보안 시스템의 동작 상태가 제 1 동작 상태가 되어, 얼굴 검출 추적 알고리즘이 시작되면 먼저 추적 목록을 빈 상태로 초기화 한다(단계 S11).When the operation state of the video security system becomes the first operation state and the face detection tracking algorithm is started, the tracking list is initialized first to an empty state (step S11).
추적목록은 현재 추적중인 얼굴 영역을 모아놓은 목록이다.The tracking list is a list of face areas currently being tracked.
새로운 영상들을 입력받고(단계 S12), 현재의 추적목록에 등록된 영역들 각각에 대해 새로운 영상에서의 위치 추적을 수행하기 위해, 이전의 영상에서 얼굴 영역이 존재한 위치를 중심으로 얼굴 색상에 대한 색상모델(YUV)이 가장 유사한 위치를 정합하여 최대 정합 위치를 추출한다(단계 S13).In order to receive new images (step S12) and to perform location tracking on the new image for each of the areas registered in the current tracking list, the face color with respect to the position of the face area in the previous image is displayed. The maximum matching position is extracted by matching the most similar positions of the color model YUV (step S13).
추출된 최대 정합 위치에서 부분 영상을 추출하고(단계 S14), 추출된 부분 영상이 사람의 얼굴 모양인지를 확인하기 위해, 패턴 인식 기법을 적용한다. 이를 위해 먼저 추출된 부분 영상에 대해 코사인 변환을 수행하여 특징 값을 추출한다(단계 S15).A partial image is extracted from the extracted maximum matching position (step S14), and a pattern recognition technique is applied to determine whether the extracted partial image is a human face. To this end, a cosine transform is performed on the extracted partial image to extract feature values (step S15).
추출된 특징 값을 얼굴 모양에 대해 학습시킨 신경망(neural network)과 같은 패턴 인식기에 입력하여 얼굴 유사성을 계산한다(단계 S16).The facial similarity is calculated by inputting the extracted feature value to a pattern recognizer such as a neural network trained on the face shape (step S16).
계산된 신경망 평가 값에 따라 얼굴 유사성이 낮은 경우에는, 이를 추적 목록의 기록에서 삭제하고, 계산된 신경망 평가 값에 따라 얼굴 유사성이 높은 경우에는, 새로 구한 영역의 위치를 추적 목록의 기록으로 갱신한다(단계 S17).If the face similarity is low according to the calculated neural network evaluation value, it is deleted from the tracking list record, and if the face similarity is high according to the calculated neural network evaluation value, the position of the newly obtained area is updated with the record of the tracking list. (Step S17).
상기의 현재의 추적목록에 등록된 각 영역의 위치 추적을 수행을 위한 단계는 모든 추적 영역에 대해 수행된다. 따라서 복수의 영역의 추적이 수행되게 된다.The step for performing location tracking of each area registered in the current tracking list is performed for all tracking areas. Therefore, the tracking of the plurality of regions is performed.
이와 같이 기존에 추적하던 영역에 대한 추적의 수행이 완료되면, 새로이 검출된 얼굴이 있는지 확인하기 위해 얼굴 검출 기능을 호출한다(단계 S18).When the tracking of the previously tracked area is completed as described above, the face detection function is called to check whether there is a newly detected face (step S18).
호출된 얼굴 검출 기능은 먼저 단계S19 ~ 단계 S111을 통해 움직임 영역을 검출한다.The called face detection function first detects the movement area through steps S19 to S111.
현재 새로이 입력된 영상과 직전에 입력된 영상간의 차이와 칼라 및 패턴 정보를 이용하여 영상차를 계산한다(단계 S19).An image difference is calculated using the difference between the currently input image and the image immediately input, and color and pattern information (step S19).
이때 계산된 영상차 화소를 군집화하고(단계 S110), 군집화된 화소를 움직임 영역으로 검출한다(단계 S111).At this time, the calculated image difference pixels are clustered (step S110), and the grouped pixels are detected as a motion region (step S111).
이와 같이 움직임 영역이 검출되면, 다음 단계S112 ~ 단계 S114를 통해 얼굴과 가장 유사한 영역을 후보 영역으로 검출한다.When the movement area is detected as described above, the area most similar to the face is detected as the candidate area through the following steps S112 to S114.
검출된 움직임 영역에 대해 색상 특징을 추출하고(단계 S112), 추출된 색상 특징과 얼굴 색상 모델과 비교하여, 유사성을 계산한다(단계 S113).A color feature is extracted for the detected motion region (step S112), and the similarity is calculated by comparing the extracted color feature with the face color model (step S113).
계산 결과, 얼굴 색상 모델과 유사성이 높은 영역만을 선출하여 후보영역으로 검출한다(단계 S114). As a result of the calculation, only regions having high similarity to the face color model are selected and detected as candidate regions (step S114).
이와 같이 얼굴과 가장 유사한 영역이 후보 영역으로 검출되면, 다음 단계S115 ~ 단계 S119를 통해 형태가 얼굴과 매우 유사한 영역만을 검출 결과로 등록한다.When the area most similar to the face is detected as the candidate area as described above, only the area whose shape is very similar to the face is registered as the detection result through the following steps S115 to S119.
검출된 후보 영역의 부분 영상을 추출하고(단계 S115), 추출된 부분 영상에 대해 코사인 변환을 수행하여 특징 값을 추출한다(단계 S116). A partial image of the detected candidate region is extracted (step S115), and a feature value is extracted by performing cosine transform on the extracted partial image (step S116).
추출된 특징 값을 얼굴 모양에 대해 학습시킨 신경망과 같은 패턴 인식기에 입력하여 얼굴 유사성 평가 값을 계산한다(단계 S117). The extracted feature value is input to a pattern recognizer such as a neural network trained on a face shape to calculate a face similarity evaluation value (step S117).
얼굴 유사성이 높은 후보 영역을 선별하여 검출 결과로 등록한다(단계 S118).Candidate areas with high face similarity are selected and registered as detection results (step S118).
이와 같이 얼굴 형태와 매우 유사한 영역만이 검출 결과로 등록되면, 다시 단계 S119를 걸쳐 위치 추적을 반복 수행하게 된다.If only the area very similar to the face shape is registered as the detection result, the position tracking is repeated again in step S119.
검출 결과가 나오면 이를 추적목록에 추가 등록하게 된다(단계 S119).If the detection result comes out, it is additionally registered in the tracking list (step S119).
추적 목록에 등록이 완료되면, 영상 보안 시스템 종료 여부를 확인하고, 영상 보안 시스템이 동작되고 있으면 다시 단계 S12로 진행한다(단계 S120).When registration is completed in the tracking list, it is checked whether the video security system is terminated, and if the video security system is operating, the process proceeds to step S12 again (step S120).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 확대 추적 알고리즘을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a detailed face magnification tracking algorithm according to an exemplary embodiment of the present invention.
위치 제어 신호를 전송하여 확대 추적하려는 사람의 얼굴 영역(이하 목표 영역)의 영상좌표로부터 사람의 얼굴(이하 목표물)이 촬영부(1)의 중심에 오도록 상하좌우 이동(Pan/ Tilt) 해주며, 줌-인/ 줌- 아웃 제어 신호를 전송하여 목표 영역이 사용자가 설정한 값 이상으로 디스플레이부에 표시되도록 촬영부(1)의 줌을 조절한다(단계 S21).It transmits the position control signal and moves up and down (Pan / Tilt) so that the face of the person (hereinafter, the target) is at the center of the photographing unit 1 from the image coordinate of the face region (hereinafter, the target area) of the person to be enlarged and tracked. The zoom-in / zoom-out control signal is transmitted to adjust the zoom of the photographing unit 1 such that the target area is displayed on the display unit above the value set by the user (step S21).
새로운 영상들을 입력받고(단계 S22), 상기의 얼굴 검출 추적 알고리즘에서의 추적 절차와 동일하게, 기존에 얼굴 영역이 위치한 위치를 중심으로 얼굴 색상에 대한 색상모델(YUV)이 가장 유사한 위치를 정합하여 최대 정합 위치를 추출한다(단계 S23).The new images are input (step S22), and the color model (YUV) for the face color is matched with the most similar to the tracking procedure in the face detection tracking algorithm, based on the position where the existing face area is located. The maximum matching position is extracted (step S23).
추출된 최대 정합 위치에서 부분 영상을 추출하고(단계 S24), 추출된 부분 영상이 사람의 얼굴 모양인지를 확인하기 위해, 패턴 인식 기법을 적용한다. 이를 위해 먼저 추출된 부분 영상에 대해 코사인 변환을 수행하여 특징 값을 추출한다(단계 S25).A partial image is extracted from the extracted maximum matching position (step S24), and a pattern recognition technique is applied to determine whether the extracted partial image is a human face. To this end, a cosine transform is performed on the extracted partial image to extract feature values (step S25).
추출된 특징 값은 얼굴 모양에 대해 학습시킨 신경망(neural network) 같은 패턴 인식기에 입력하여 얼굴 유사성을 계산한다(단계 S26).The extracted feature values are input to a pattern recognizer such as a neural network trained on the face shape to calculate face similarity (step S26).
계산된 신경망 평가 값에 따라 얼굴 유사성이 낮은 경우에는, 해당 목록을 추적목록에서 삭제하고, 계산된 신경망 평가 값에 따라 얼굴 유사성이 높은 경우에는, 새로 구한 영역의 위치를 추적 목록의 기록으로 갱신한다(단계 S27).If the face similarity is low according to the calculated neural network evaluation value, the list is deleted from the tracking list. If the face similarity is high according to the calculated neural network evaluation value, the position of the newly obtained area is updated with the record of the tracking list. (Step S27).
이와 같이 추적 결과, 목표물이 움직이는 경우에는 목표물이 다시 중심이 놓이도록 PTZ 파라메터를 재계산한다(단계 S28).As a result of the tracking, when the target moves, the PTZ parameters are recalculated so that the target is centered again (step S28).
재계산된 PTZ 파라메터에 따른 위치 제어 신호와 줌-인/ 줌- 아웃 제어 신호를 전송하여 촬영부(1)를 제어한다(단계 S29).The position control signal and the zoom-in / zoom-out control signal according to the recalculated PTZ parameters are transmitted to control the photographing unit 1 (step S29).
목표 영역의 영상을 촬영이 완료되면, 일정 시간이 경과되었는지를 확인하고, 일정 시간이 경과되지 않았으면 다시 단계 S22로 진행하고, 일정 시간이 경과되었으면 영상 보안 시스템의 동작 상태를 자동으로 제 1 동작 상태로 변경하고, 얼굴 검출 추적 알고리즘으로 수행권을 넘겨주기 위해 얼굴 검출 추적 알고리즘을 호출한다(단계 S29).When the shooting of the image of the target area is completed, it is confirmed whether a predetermined time has elapsed, and if the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to step S22 again. The face detection tracking algorithm is called in order to change to the state and to pass the execution right to the face detection tracking algorithm (step S29).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템 및 방법은 하나의 PTZ 카메라를 이용하여 넓은 범위의 감시를 수행함과 동시에 감시구역 내에 존재하는 사람들의 얼굴을 고해상도로 촬영 및 기록할 수 있어 얼굴 감식을 통한 보안 시스템의 신뢰성을 획기적으로 높일 수 있다. As described above, an image security system and method using a PTZ camera according to the present invention can perform a wide range of surveillance using a single PTZ camera and simultaneously record and record the faces of people in the surveillance zone in high resolution. This can dramatically increase the reliability of the security system through face recognition.
또한 본 발명은 하나의 PTZ 카메라를 이용하여 사람의 얼굴 영역만을 추적, 검출, 및 확대하여 녹화할 수 있으므로, 무인화 및 자동화된 인공지능형 영상 보안 시스템을 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.In addition, the present invention can track, detect, and enlarge only a face area of a person using a single PTZ camera, thereby realizing an unmanned and automated AI video security system at low cost.
또한 본 발명은 비정상적인 침입자의 발견 시 알람 신호와 함께 침입자의 얼굴 영역만을 추적, 검출, 및 확대하여 제공하여 줌으로써 영상 보안 시스템의 효과를 극대화할 수 있다.In addition, the present invention can maximize the effect of the video security system by providing only an intruder's face area along with the alarm signal upon detection of an abnormal intruder.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a video security system using a PTZ camera according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTZ 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 보안방법을 설명하기 위한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a security method of a video security system using a PTZ camera according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 검출 추적 알고리즘을 상세히 설명하기 위한 흐름도.3 is a flow chart for explaining in detail the face detection tracking algorithm according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 확대 추적 알고리즘을 상세히 설명하기 위한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a detailed face zoom tracking algorithm according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : PTZ 카메라 2 : 영상 캡쳐부1: PTZ camera 2: Image capture unit
3 : 얼굴 캡쳐부 4 : 영상 압축부3: face capture unit 4: image compression unit
5 : 영상 저장 및 전송 제어부 6 : 데이터베이스5: Image storage and transmission control unit 6: Database
7 : 통신 인터페이스부7: communication interface
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0055132A KR100536747B1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | The video storing system using a ptz camera and the method there of |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0055132A KR100536747B1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | The video storing system using a ptz camera and the method there of |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050017419A KR20050017419A (en) | 2005-02-22 |
KR100536747B1 true KR100536747B1 (en) | 2005-12-14 |
Family
ID=37227121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2003-0055132A KR100536747B1 (en) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | The video storing system using a ptz camera and the method there of |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100536747B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101149329B1 (en) | 2010-06-30 | 2012-05-23 | 아주대학교산학협력단 | Active object tracking device by using monitor camera and method |
WO2013066095A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | 인텔 코오퍼레이션 | Method and device for detecting face, and non-transitory computer-readable recording medium for executing the method |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100585822B1 (en) * | 2004-04-26 | 2006-06-01 | 주식회사 일리시스 | Monitor system use panorama image and control method the system |
KR100691348B1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-03-12 | 고정환 | Method for tracking moving target with using stereo camera based on pan/tilt contol and system implementing thereof |
KR100925818B1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-11-06 | 한국항공우주연구원 | Scan system for Electro-Optical Camera of Satellite Payload |
KR101223606B1 (en) * | 2011-03-31 | 2013-01-21 | 경북대학교 산학협력단 | System for intelligently monitoring image for monitoring elevator |
KR101311728B1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-09-26 | 한국과학기술연구원 | System and the method thereof for sensing the face of intruder |
-
2003
- 2003-08-08 KR KR10-2003-0055132A patent/KR100536747B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101149329B1 (en) | 2010-06-30 | 2012-05-23 | 아주대학교산학협력단 | Active object tracking device by using monitor camera and method |
WO2013066095A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | 인텔 코오퍼레이션 | Method and device for detecting face, and non-transitory computer-readable recording medium for executing the method |
US10339414B2 (en) | 2011-11-03 | 2019-07-02 | Intel Corporation | Method and device for detecting face, and non-transitory computer-readable recording medium for executing the method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050017419A (en) | 2005-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8159537B2 (en) | Video surveillance equipment and video surveillance system | |
US7227569B2 (en) | Surveillance system and a surveillance camera | |
JP4140591B2 (en) | Imaging system and imaging method | |
US8026945B2 (en) | Directed attention digital video recordation | |
US6297846B1 (en) | Display control system for videoconference terminals | |
KR100896949B1 (en) | Image Monitoring System for Object Identification | |
US8174571B2 (en) | Apparatus for processing images, apparatus for processing reproduced images, method of processing images, and method of processing reproduced images | |
JP2016100696A (en) | Image processing device, image processing method, and image processing system | |
KR101530255B1 (en) | Cctv system having auto tracking function of moving target | |
JP2003219225A (en) | Device for monitoring moving object image | |
JPH07168932A (en) | Method for search of human being in video image | |
JP2007158860A (en) | Photographing system, photographing device, image switching device, and data storage device | |
JP4378636B2 (en) | Information processing system, information processing apparatus, information processing method, program, and recording medium | |
JP2005176143A (en) | Monitoring apparatus | |
JP2004266317A (en) | Monitoring apparatus | |
JP2000278584A (en) | Image input device provided with image processing function and recording medium recording its image processing program | |
CN114040169A (en) | Information processing apparatus, information processing method, and storage medium | |
KR20190090544A (en) | Camera surveillance system using infrared sensor and face recognition technology | |
KR100967718B1 (en) | Video watch system using object recognition information | |
KR100536747B1 (en) | The video storing system using a ptz camera and the method there of | |
JP4281338B2 (en) | Image detection apparatus and image detection method | |
JP2006093955A (en) | Video processing apparatus | |
KR100571801B1 (en) | Digital surveillance system and method | |
JP4985742B2 (en) | Imaging system, method and program | |
KR102080456B1 (en) | method of controlling object tracking of PTZ camera by use of syntax data in compressed video |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121203 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131203 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141203 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151202 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161123 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171129 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181127 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191203 Year of fee payment: 15 |