KR100653416B1 - 독립형 얼굴인식 시스템 - Google Patents

Abstract

독립형 얼굴인식 시스템이 개시된다. 저장부에는 등록된 사용자들의 신원확인정보와 연계하여 사용자들의 이미지로부터 추출한 특징점을 기초로 생성한 적어도 하나 이상의 기준수치데이터가 저장된다. 얼굴검출부는 촬영수단으로부터 입력받은 출입자의 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환한다. 얼굴인식부는 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터를 저장부에 저장되어 있는 기준수치데이터와 비교하여 일치정도가 소정의 기준값 이상이면 인증신호를 출력한다. 제어부는 사용자등록메뉴가 선택되면 얼굴검출부가 촬영수단으로부터 입력받은 등록하고자 하는 사용자의 이미지로부터 기준수치데이터를 생성하도록 제어하고, 생성된 기준수치데이터를 등록하고자 하는 사용자의 신원확인정보와 연계하여 저장부에 저장하며, 신원확인메뉴가 선택되면 얼굴인식부가 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터를 기초로 인증과정을 수행하도록 제어한다. 본 발명에 따르면, 직원들의 근태관리, 사용자의 출입통제 등을 정확하고 신속하게 처리할 수 있으며, 설치공간, 설치환경 등의 설치조건에 의한 제약을 극복할 수 있다.

Description

독립형 얼굴인식 시스템{System for verifying faces of stand-alone type}

도 1은 본 발명에 따른 얼굴인식시스템에 대한 바람직한 일 실시예의 상세한 구성을 도시한 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템에 접속되어 있는 장치, 메모리제어장치, 및 메모리의 연결관계를 도시한 도면, 그리고,

도 3은 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템에서 수행되는 얼굴인식과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 독립형 얼굴인식 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 출입통제가 필요한 장소에 독립적으로 설치되어 출입자들의 신원을 파악하는 얼굴인식 시스템에 관한 것이다.

사용자의 출입상황을 관리하기 위해 아이디카드, 생체인식, 얼굴인식 등 다양한 기술이 구현된 신원확인시스템이 사용되고 있다. 이중에서 카드형 근태관리 및 출입통제 시스템은 가장 널리 사용되고 있으나, 아이디카드에 인쇄되거나 부착된 바코드로부터 신원확인정보를 파악하여 신원확인을 하는 시스템의 경우 복사기 로도 바코드의 복사가 가능하므로 위조 및 타인 도용이 용이하다는 문제가 있다. 이와 달리, 스마트카드를 채용하는 경우에 복사에 의한 위조는 불가능하지만 타인에 의한 도용은 방지하기 어렵다는 문제가 있다.

또한, 지문인식, 홍채인식 등의 생체정보를 이용한 신원확인시스템에 있어서, 지문을 신원확인수단으로 채용하는 경우에 신원확인시스템은 대규모 사용자 집단에 대한 신원확인에 적합치 않으며, 공장과 같이 손을 많이 사용하는 곳에서는 식별의 정확성의 문제로 사용 자체가 불가능하다는 문제가 있다. 또한, 홍채를 신원확인수단으로 채용하는 경우에 사용자가 신원확인을 위해 인식시스템에 접근하여 자신의 눈을 스캐너에 근접시켜야 하는 불편함이 존재한다. 나아가, 신원확인수단을 위해 지문, 홍채 등을 사용하는 방법은 인식오류의 경우, 타인이 출입이 허용된 사용자를 협박하여 출입제한지역에 부당하게 출입한 경우 등 문제상황의 발생시 관리자가 사후에 출입자를 파악할 수 없다는 문제가 존재한다.

얼굴을 이용한 신원확인시스템은 상술한 문제점을 극복할 수 있는 훌륭한 대안이다. 기존의 얼굴을 이용한 출입통제 및 근태관리 시스템의 구성은 크게 PC 기반의 얼굴인식 시스템과 RF 카드 등의 신원확인수단과 얼굴인식장치가 결합된 복합형 시스템으로 구분된다. 이 중에서 PC 기반의 얼굴인식 시스템은 얼굴인식의 핵심 기술이 고성능의 CPU를 구비한 PC 상에 구현되어야 하며, RF 카드 등의 신원확인수단과 결합된 얼굴인식 임베디드 시스템에서 얼굴인식수단은 보조적인 수단으로 기능한다.

그러나, 다른 신원확인수단과 결합된 얼굴인식시스템의 경우 RF 카드 등과 연동되는 1:1 인증만이 존재하며 얼굴 자체적인 인증은 불가능하므로, 현재 사용하고 있는 ID 등의 입력 시간이 길어 대규모의 사용자에 대한 근태관리가 필요한 곳에서는 인식시간의 문제로 대기열이 길어진다는 문제가 있다. 또한, PC 기반 얼굴인식시스템의 경우 설치 장소, 환경 등에 있어서의 제약이 많고, PC 운영체제 상의 오류 등 여러 문제가 존재한다. 나아가, 한곳에 여러 대의 얼굴인식시스템을 설치하고자 할 때 PC 단위로 얼굴인식시스템을 설치하여야 하므로, 보다 많은 공간을 점유하고 운영상에 있어서도 낭비요소가 발생한다. 또한, 임베디드 얼굴인식 알고리즘의 경우 DSP 연산 과정 등 하드웨어적 특성에 따른 특징 수 등의 제약으로 환경 등 변화에 취약하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 직원들의 근태관리, 사용자의 출입통제 등을 정확하고 신속하게 처리할 수 있으며, 설치공간, 설치환경 등의 설치조건에 의한 제약을 극복할 수 있는 얼굴인식시스템을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 얼굴인식스템은, 등록된 사용자들의 신원확인정보와 연계하여 상기 사용자들의 이미지로부터 추출한 특징점을 기초로 생성한 적어도 하나 이상의 기준수치데이터가 저장되는 저장부; 촬영수단으로부터 입력받은 출입자의 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환하는 얼굴검출부; 상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터를 상기 저장부에 저장되어 있는 기준수치데이터와 비교 하여 일치정도가 소정의 기준값 이상이면 인증신호를 출력하는 얼굴인식부; 및 사용자등록메뉴가 선택되면 상기 얼굴검출부가 상기 촬영수단으로부터 입력받은 등록하고자 하는 사용자의 이미지로부터 상기 기준수치데이터를 생성하도록 제어하고, 상기 생성된 기준수치데이터를 상기 등록하고자 하는 사용자의 신원확인정보와 연계하여 상기 저장부에 저장하며, 신원확인메뉴가 선택되면 상기 얼굴인식부가 상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터를 기초로 인증과정을 수행하도록 제어하는 제어부;를 구비한다.

이에 의해, 직원들의 근태관리, 사용자의 출입통제 등을 정확하고 신속하게 처리할 수 있으며, 설치공간, 설치환경 등의 설치조건에 의한 제약을 극복할 수 있다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 얼굴인식시스템의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 얼굴인식시스템에 대한 바람직한 일 실시예의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 얼굴인식시스템(100)은 저장부(110), 얼굴검출부(120), 얼굴인식부(130), 제어부(140), 데이터갱신부(150), 사용자인터페이스부(160), 메모리제어부(170), 및 통신부(180)를 구비한다.

저장부(110)에는 등록된 사용자들의 신원확인정보와 연계하여 사용자들의 이미지로부터 추출한 특징점을 기초로 생성한 적어도 하나 이상의 기준수치데이터가 저장된다. 이 때, 저장부(110)에 저장되어 있는 각각의 등록된 등록된 사용자에 대응하는 기준수치데이터는 저장 시점 이후에 변경없이 고정되어 있는 제1그룹데이터와, 저장된 이후에도 소정의 갱신기준(아래의 데이터갱신부 설명 참조)에 기초하여 등록된 사용자로부터 획득한 새로운 이미지로부터 얻어진 수치데이터로 교체(즉, 갱신)되는 제2그룹데이터로 구성된다. 각각의 사용자에 대해 저장가능한 이미지의 수는 이론상 제한이 없지만 일정한 수준의 인식율을 보장할 수 있는 개수의 이미지(일예로, 사용자당 10장의 이미지)만을 저장하는 것이 메모리의 효율적인 활용이라는 측면에서 바람직하다. 각각의 사용자당 10장의 이미지를 기준수치데이터로 저장하도록 구성한다면, 사용자 등록시에 5장의 이미지를 입력받아 제1그룹데이터로 설정하고 추후 5장의 이미지를 해당 사용자에 대한 제2그룹데이터로 설정하여 저장부(110)에 저장한다.

얼굴검출부(120)는 촬영수단으로부터 입력받은 사용자의 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환한다. 이와 같은 얼굴검출부(120)의 동작은 얼굴검출부(120)는 제어부(140)의 제어에 의해 사용자 등록시와 신원확인시에 수행된다. 얼굴인식부(130)는 얼굴검출부(120)로부터 제공된 수치데이터를 저장부(110)에 저장되어 있는 기준수치데이터와 비교하여 일치정도가 소정의 기준값 이상이면 인증신호를 출력한다. 이 때, 얼굴인식부(130)는 얼굴검출부(120)로부터 제공된 수치데이터 및 저장부(110)에 저장되어 있는 기준수치데이터의 실수형 변수들에 소정의 정수화 상수를 곱하여 실수형 변수들을 정수형 변수로 변환한 후 데이터 비교과정을 수행한다. 이와 같이 실수형 변수들을 정수형 변수로 변환한 후 연산함으로써 많은 시간을 소요하는 소수점 데이터에 의한 연산을 모두 제거할 수 있어 신속한 신원확인이 가능하다는 이점이 있다. 얼굴검출부(120)와 얼굴인식부(130)는 디지털신호처리기(Digital Signal Processor : DSP)에 의해 구현된다.

이와 같이 실수형 변수에 특정한 숫자를 곱하여 소수점 이하의 숫자를 가능한 정수범위로 끌어올리려 정수형 변수로 연산을 수행하고, 다시 연산결과를 특정한 숫자로 나눠 실수 형태로 복원하여 보다 빠른 신원확인과정을 수행할 수 있다. 실수연산의 정수화를 위해서는 정수화할 실수형 변수들 각각의 변화폭, 정수화한 변수와 함께 연산되는 변수의 변화 폭, 그리고, 사용하는 프로세서에서의 정수형 변수의 표현 범위가 사전에 정의되어 있어야 한다. 여기서 정수화할 실수형 변수 및 이와 함께 연산되는 변수의 변화폭을 알아야하는 이유는 정수화 과정과 연산과정에서 곱셈 연산 때문에 오버플로우 되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 사용하는 프로세서마다 정수형 변수의 표현 범위가 다르므로, 사용하는 프로세서에서의 정수형 변수의 표현 범위가 사전에 정의될 필요가 있다.

다음은 정수화의 간단한 예로 0~255의 범위를 갖는 실수형 영상에 0~1의 범위를 갖는 const형 마스크를 씌우는 소스이다. 여기서 사용되는 프로세서의 정수형 변수의 크기는 4byte라 가정한다. 표 1에는 원본 소스 및 정수화된 소스가 기재되어 있다.

원본 소스	정수화된 소스
for(int i=0 ; i<IMG_X * IMG_Y ; i++) { imgbuff[i] *= MASK; }	int iMASK = (MASK*(1<<16)) for(int i=0 ; i<IMG_X * IMG_Y ; i++) { int int_v = (int)(imgbuff[i]*(1<<7)); int_v *= iMASK; imgbuff[i] = (float)int_v / (1<<23); }

여기서 실수에 곱해주는 수는 결과적으로 적은 오차 범위를 갖도록 선정해야 한다. 위의 예에서는 imgbuff[]의 정수화한 값 int_v의 범위를 15bit로 하고, MASK의 정수화한 iMASK의 범위를 16bit로 하여, 정수화에 의한 오버플로우를 일으키지 않으면서 두 수의 손실을 가능한 줄였다.

한국정보보호진흥원(KISA)에서 구축한 한국인 얼굴 데이터베이스를 기반으로 수행된 테스트에 따르면, 양호한 조명과 얼굴인식을 위한 사용자의 자세하에서의 얼굴검출은 소수점 연산을 수행하는 경우 및 정수 연산을 수행하는 경우 모두 90%를 상회하는 성공률을 보였으며, 인식 결과 또한 약 0.1%의 차이만 존재하는 것으로 확인되었다. 따라서, 소수점 연산 대신에 정수 연산을 수행하도록 구성하면 커다란 성능저하 없이 인식속도를 향상시킬 수 있다. 테스트에 사용된 한국인 얼굴 데이터베이스는 다양한 연령, 지역적 분포, 성별 등을 고려하여 한국인 표준 900명을 대상으로 조명, 포즈, 안경 등의 변화를 주어 1인 당 52장의 얼굴 이미지를 촬영하여 구축한 데이터베이스이다.

제어부(140)는 사용자등록메뉴가 선택되면 얼굴검출부(120)가 촬영수단으로부터 입력받은 등록하고자 하는 사용자의 이미지로부터 기준수치데이터를 생성하도록 제어하고, 생성된 기준수치데이터를 등록하고자 하는 사용자의 신원확인정보와 연계하여 저장부(110)에 저장한다. 또한, 제어부(140)는 신원확인메뉴가 선택되면 얼굴인식부(130)가 얼굴검출부(120)로부터 제공된 수치데이터를 기초로 인증과정을 수행하도록 제어한다. 이와 같은 제어부(140)는 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programable Gate Array : FPGA)에 의해 구현된다. FPGA에 의해 구현된 제 어부(140)는 DSP에 의해 구현된 얼굴검출부(120) 및 얼굴인식부(130)와 인터페이스한다. 한편, 제어부(140)는 사용자의 이미지로부터 동공의 위치를 찾아내고, 동공의 좌표를 이은 직선과 전체 이미지의 가로축의 각도를 계산하여 일정 각도(예를 들면, 30도) 이상이면 회전된 얼굴로 판단하여 사용자에게 정면 얼굴로 재촬영을 시도하라는 메시지를 출력한다.

데이터갱신부(150)는 얼굴검출부(120)로부터 제공된 수치데이터 중에서 저장부(110)에 저장되어 있는 기준수치데이터와의 일치정도가 갱신기준에 해당하는 소정의 갱신값 이상인 수치데이터를 교체용 수치데이터로 선정하여, 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터 중에서 적어도 하나의 기준수치데이터를 교체용 수치데이터로 교체한다. 이 때, 기준수치데이터의 저장순서, 교체용 수치데이터와의 일치정도 등이 상기 갱신기준으로 설정될 수 있다. 가령, 기준수치데이터의 저장순서가 갱신기준으로 설정된 경우에 데이터갱신부(150)는 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터 중에서 가장 먼저 저장된 기준수치데이터를 교체용 수치데이터로 교체한다. 이와 달리, 교체용 수치데이터와의 일치정도가 갱신기준으로 설정되었다면, 데이터갱신부(150)는 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터 중에서 교체용 수치데이터와의 일치정도가 가장 낮은 기준수치데이터를 교체용 수치데이터로 교체한다.

사용자인터페이스부(160)는 사용자등록 및 신원확인의 수행시 소정의 안내정보를 음성신호로 사용자에게 제공하고, 디지털 카메라와 같은 촬영수단에 의해 촬영한 사용자의 이미지를 사용자에게 출력한다. 이를 위해 사용자인터페이스부(160)는 촬영수단에 의해 촬영된 사용자의 이미지 또는 본 발명에 따른 얼굴인식시스템 (100)이 제공하는 메뉴를 출력하는 LCD와 같은 영상출력수단, 사용자에게 안내정보를 출력하고 사용자로부터 음성을 입력받는 음성입출력수단, 사용자로부터 희망하는 메뉴를 선택받거나 사용자의 신원확인정보를 입력받는 입력버튼 등을 구비한다.

메모리제어부(170)는 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템(100)에 접속되어 있는 각각의 장치(촬영장치, 비디오 입력장치, 출력장치 등)에 의한 저장부(110)를 구성하는 메모리의 접근을 관리한다. 도 2에는 독립형 얼굴인식 시스템(100)에 접속되어 있는 장치, 메모리제어장치, 및 메모리의 연결관계가 도시되어 있다. 여기에서 저장부(110)는 복수의 메모리로 구성된다. 도 2를 참조하면, 중앙처리장치(210), 영상입력장치(220), 및 LCD 제어기(230)는 버스(270)를 통해 메모리제어장치(240)에 연결되어 있다. 메모리제어장치(240)는 접근순서에 의해 이들 장치(210, 220, 230)의 메모리(250, 260) 접근을 허가한다. 메모리제어장치(240)는 다양한 메모리 인터페이스를 지원할 수 있으며, 각각의 장치(210, 220, 230)에 의한 메모리 접근시 각각의 장치(210, 220, 230)가 동작하는 타이밍에 맞추어 메모리(250, 260)에 접근하는 타이밍을 제어한다. 이 때, 메모리제어장치(240) 및 메모리(250, 260)는 각각의 장치(210, 220, 230)가 필요로하는 대역폭을 소화하기 위해 각각의 장치(210, 220, 230)가 필요로하는 최대 대역폭을 합한 것만큼 충분한 대역폭을 낼 수 있어야 한다.

도 2에 도시된 메모리제어장치(240)는 장치인터페이스블록(242), 메모리접근요구처리블록(244), 및 메모리인터페이스블록(246)을 구비한다. 각각의 블록은 연결가능한 장치 및 메모리의 수에 따라 복수개의 장치인터페이스, 메모리접근요구처 리부, 및 메모리인터페이스를 가질 수 있다. 장치인터페이스블록(242)은 메모리 접근요청시 각각의 장치(210, 220, 230)의 신호체계와 동기를 맞추기 위한 구성요소이다. 메모리접근요구처리블록(244)은 각각의 장치(210, 220, 230)가 접근할 수 있는 메모리의 데이터경로를 통해 수신된 메모리접근에 대한 요구를 처리한다. 메모리인터페이스블록(246)은 각각의 장치(210, 220, 230)가 사용하고자 하는 메모리와의 신호체계를 맞추기 위한 구성요소이다. 일예로, LCD에 영상을 출력하거나, 입력되는 비디오를 출력하기 위하여 중앙처리장치(210)나 비디오 입력장치(220)는 메모리에 쓰기접근을 요청한다. 또한, 메모리의 데이터를 중앙처리장치(210)가 읽어 갈 수도 있다. 또한, LCD 제어기(230)는 영상을 LCD상에 출력하기 위해 메모리제어장치(240)에 읽기접근을 요청한다.

통신부(180)는 관리서버 또는 다른 독립형 얼굴인식 시스템과 데이터를 송수신하는 수단이다. 통신부(180)를 구비함으로써 얼굴인식 시스템 사이 또는 관리서버와의 데이터베이스 이동 및 로그 데이터 모니터링 등이 가능하다. 또한, 통신부(170)는 사용자와 관리서버를 운용하는 관리자 사이의 음성통신을 제공한다. 이 때, 하나의 주체가 관리하는 장소 또는 동일한 장소에 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템이 복수개 설치되어 있는 경우에 관리서버는 각각의 시스템의 동작여부를 확인하고 등록된 얼굴 데이터베이스를 다른 시스템으로 전송하며 보관한다. 또한 관리서버는 각각의 독립형 얼굴인식 시스템으로부터 로그데이터를 전송받아 각종 분석을 할 수 있도록 구성된다. 즉, 관리서버는 각각의 독립형 얼굴인식 시스템의 동작점검, 각종 데이터베이스 모니터링 및 전송 등의 기능을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템(100)은 FPGA에 의해 제어부(140)를 구현함으로써 손쉽게 시스템의 기능을 확장시킬 수 있다. 일예로, 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템(100)에는 자체적인 조명이 부가될 수 있으며, 제어부(140)는 적외선 센서 등에 의해 사용자의 접근이 감지되면 자동으로 조명을 온시킨다. 또한, 사용자 인터페이스부(170)에 구비된 음성입출력수단을 이용하여 관리서버 사이에 내선 인터폰 기능을 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템에서 수행되는 얼굴인식과정을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 사용자가 사용자인터페이스부(160)에 구비된 입력버튼을 통해 사용자등록메뉴 또는 신원확인메뉴를 선택하면, 제어부(140)는 촬영수단을 구동하여 사용자를 촬영한다(S300). 이때, 제어부(140)는 소정의 안내정보를 음성신호로 사용자에게 제공하고, 촬영된 이미지를 영상출력수단을 통해 실시간으로 출력함으로써 사용자가 자신의 얼굴이미지를 확인할 수 있도록 한다. 촬영이 완료되면 제어부(140)는 사용자가 선택한 메뉴에 따라 사용자등록과정 및 신원확인과정 중에서 하나의 과정을 수행한다(S310).

사용자가 사용자등록메뉴를 선택한 경우에 제어부(140)는 얼굴검출부(120)가 촬영수단으로부터 입력받은 사용자의 이미지로부터 기준수치데이터를 생성하도록 제어한다(S320). 이 경우, 얼굴검출부(120)는 촬영수단으로부터 입력받은 사용자의 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환한다(S330). 얼굴검출부(120)에 의해 수행되는 얼굴의 특징점 추출은 두 동공을 기준으로 각 요소들간의 거리, 회전, 기울기 등을 추출하는 과정이다. 이러한 기술은 얼굴인식 기술분야에서 잘 알려진 과정으로 상세한 설명은 생략한다.

제어부(140)는 얼굴검출부(120)에 의해 생성된 수치데이터를 사용자로부터 입력받은 사원번호와 같은 식별정보에 대응시켜 저장부(110)에 저장한다(S340). 만약, 사용자로부터 입력받은 식별정보가 사전에 등록이 허용된 사용자들의 식별정보 리스트에 존재하지 않으면 제어부(140)는 등록불허를 알리는 메시지를 사용자에게 출력한다. 이 때, 저장부(110)에는 등록이 허용된 사용자의 신원확인정보가 해당 사용자의 식별정보에 대응되어 사전에 저장되어 있으며, 따라서, 해당 사용자의 수치데이터는 신원확인정보와 연계된다. S300단계 내지 S340단계의 수행에 의해 저장부(110)에 저장된 사용자의 수치데이터는 추후 신원확인에 있어서 기준수치데이터로 사용된다. 한편, 기준수치데이터가 고정적으로 저장되는 제1그룹데이터와 시간경과에 따른 사용자의 얼굴변화를 반영하기 위해 변경되는 제2그룹데이터로 구성되는 경우에 S300단계 내지 S340단계는 제1그룹데이터 및 제2그룹데이터에 속하는 기준수치데이터의 갯수에 해당되는 횟수만큼 반복적으로 수행된다(S350). 이 때, 제1그룹데이터에는 보다 양호한 이미지로부터 변환된 수치데이터가 할당되는 것이 바람직하다.

사용자가 사용자등록메뉴를 선택한 경우에 제어부(140)는 얼굴검출부(120)가 촬영수단으로부터 입력받은 사용자의 이미지로부터 수치데이터를 생성하도록 제어한다(S360). 이 경우, 얼굴검출부(120)는 촬영수단으로부터 입력받은 사용자의 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환한다(S370). 얼굴인식부(130)는 얼굴검출부(120)로부터 제공된 수치데이터 및 저장부(110)에 저장되어 있는 기준수치데이터의 실수형 변수들에 소정의 정수화 상수를 곱하여 실수형 변수들을 정수형 변수로 변환한다(S380). 다음으로, 얼굴인식부(130)는 정수형 변수로 변환된 수치데이터를 정수형 변수로 변환된 기준수치데이터와 비교하여 일치정도가 소정의 기준값 이상이면 인증신호를 출력한다(S390). 제어부(140)는 인증결과를 저장부(110)에 기록하는 한편 인증결과를 스피커와 같은 음성출력수단 또는 LCD와 같은 영상출력수단을 통해 사용자에게 출력한다(S400). 또한, 제어부(140)는 인증의 성공시 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템에 연결되어 있는 장치(예를 들면, 출입문 제어장치, 근태관리장치 등)로 인증신호를 제공하여 해당 장치가 인증결과에 따른 동작을 수행하도록 한다. 이상의 동작을 통해 사용자는 동작개시로부터 1초 이내에 본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템 앞에서 자동적으로 얼굴 사진이 캡쳐되는 것을 LCD를 통하여 확인할 수 있고, 최종 인증여부를 음성 메시지를 통하여 인지할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매 체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명에 따른 독립형 얼굴인식 시스템에 의하면, 얼굴인식기술을 사용하여 사용자의 신원을 확인함으로써, 아이디카드 또는 비밀번호 입력시 발생할 수 있는 분실 및 타인 도용시 발생하는 문제점을 근본적으로 차단할 수 있다. 또한, 얼굴을 신원확인수단으로 사용함으로써 사후 관리자가 신원확인을 시도한 사용자를 용이하게 파악할 수 있으며, 디지털신호처리장치용 1:N 또는 1:1 방식의 실시간 얼굴 인식 알고리즘을 적용하여 다양한 응용제품의 개발이 용이하다는 이점이 있다. 나아가, 디지털신호처리장치를 이용하여 독립형 얼굴인식 시스템을 구현함으로써 PC 상에서 구현된 종래의 얼굴인식 시스템이 가지고 있는 운영상의 문제점을 효율적으로 해결할 수 있다.

한편, 실수형 변수를 정수형 변수로 변환하여 연산을 수행함으로써, 하드웨어의 소형화 및 처리의 고속화가 가능하다. 또한, FPGA와 자체 LCD를 사용함으로써, 독립형 얼굴인식 시스템 자체에서 사용자의 등록 및 각종 모니터링 기능을 구 현할 수 있다. 나아가, 디지털신호처리장치, FPGA, LCD 간 세 가지 인터페이스 모듈의 구성으로 사용자등록 및 신원확인시 사용자에게 정보를 제공하여 사용자의 편의성 및 시스템의 활용성을 높일 수 있다. 또한, 독립형 얼굴인식 시스템 자체에 데이터베이스를 구비하여 종래의 PC 기반 얼굴인식 시스템에서 발생할 수 있는 PC의 오류 등에 기인한 자료의 손실을 방지할 수 있다. 또한, 모든 기능이 시스템 안에서 동작 가능하므로 매립형으로도 설치가 가능하며 설치 공간에 제약을 받지 않는다.

Claims (7)

1. 등록된 사용자들의 신원확인정보와 연계하여 상기 사용자들의 얼굴 이미지로부터 추출한 특징점을 기초로 생성한 적어도 하나 이상의 기준수치데이터를 저장하고 있는 저장부;

   촬영수단으로부터 입력받은 출입자의 얼굴 이미지로부터 얼굴영역을 검출하고, 검출된 얼굴영역에서 추출한 특징점을 수치데이터로 변환하는 얼굴검출부;

   상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터 및 상기 저장부에 저장되어 있는 기준수치데이터의 실수형 변수들에 정수화 상수를 곱하여 이 실수형 변수들을 정수형 변수로 변환한 후 데이터 비교과정을 수행하는 얼굴인식부; 및

   사용자등록메뉴가 선택되면 상기 얼굴검출부가 상기 촬영수단으로부터 입력받은 등록하고자 하는 사용자의 얼굴 이미지로부터 상기 기준수치데이터를 생성하도록 제어하고, 상기 생성된 기준수치데이터를 상기 등록하고자 하는 사용자의 신원확인정보와 연계하여 상기 저장부에 저장하며, 신원확인메뉴가 선택되면 상기 얼굴인식부가 상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터를 기초로 인증과정을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하며,

   상기 저장부에 저장되는 기준수치데이터는 저장된 이후에 변경없이 고정적으로 저장되는 제1그룹데이터와, 저장된 이후에 시간경과에 따른 사용자의 얼굴변화를 반영하기 위해 상기 등록된 사용자로부터 새로 취득한 새로운 이미지로 교체되는 제2그룹데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 얼굴인식 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 저장부에 저장되어 있는 기준수치데이터의 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터를, 상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터로 교체하는 데이터갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립형 얼굴인식 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 데이터갱신부는 상기 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터 중에서 가장 먼저 저장된 기준수치데이터를 교체하는 것을 특징으로 하는 독립형 얼굴인식 시스템.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 데이터갱신부는 상기 제2그룹데이터를 구성하는 기준수치데이터 중에서 상기 얼굴검출부로부터 제공된 수치데이터와의 일치정도가 가장 낮은 기준수치데이터를 교체하는 것을 특징으로 하는 독립형 얼굴인식 시스템.
7. 삭제

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