KR100852630B1 - Biometric method using probabillistic access in video image - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비디오 영상에서 취득된 특징을 확률적인 방법으로 누적하여 특징 취득이 정확하게 되지 않은 경우에도 적합한 생체 인식을 위한 성능 향상 및 이를 기반으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biometric method using a probabilistic approach in a video image, and more particularly, to accumulate a feature acquired in a video image in a stochastic manner, thereby improving performance for proper biometric recognition even when the feature is not accurately acquired. And a biometric method using a probabilistic approach in video images based on the same.

이를 위해, 본 발명은 특징 추출을 위해 특징 추출기를 설계하는 단계와; 상기 특징 추출기를 이용하여 특징을 영상으로 추출하는 단계와; 확률적 접근법을 이용하여 연속된 영상들로부터 각각의 확률을 구하고 이를 누적하여 결합하는 단계와; 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of designing a feature extractor for feature extraction; Extracting a feature into an image using the feature extractor; Obtaining each probability from successive images using a stochastic approach and accumulating and combining the respective probabilities; There is provided a biometric method using a probabilistic approach in a video image comprising the step of learning a classifier using the probability obtained through the feature extraction.

SVM, MLP, 확률적 접근법, 생체인식 SVM, MLP, Probabilistic Approach, Biometrics

Description

비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법{Biometric method using probabillistic access in video image}Biometric method using probabillistic access in video image}

도 1은 대표적인 SVM 분류기를 2차원상에서 나타낸 개략도이고,1 is a schematic representation of a representative SVM classifier in two dimensions;

도 2는 MLP 분류기의 구조도이고,2 is a structural diagram of an MLP classifier;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 연속된 영상의 정보를 누적하여 결합하는 방법을 설명하기 위한 개략도이고,3 is a schematic diagram illustrating a method of accumulating and combining information of consecutive images according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4은 종래의 특징을 추출하여 분류기를 학습하기 위해 통합 특징추출기와 이진 분류기를 이용한 생체인식 시스템을 나타내는 개략도이고,4 is a schematic diagram illustrating a biometric system using an integrated feature extractor and a binary classifier to learn conventional classifiers by extracting features.

도 5는 종래의 통합 특징추출기와 다중 분류기를 이용한 생체인식 시스템을 나타내는 개략도이고,5 is a schematic diagram showing a biometric system using a conventional integrated feature extractor and a multiple classifier,

도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개별 특징추출기와 이진 분류기를 이용한 생체인식 시스템을 나타내는 개략도이고,6 is a schematic diagram illustrating a biometric system using an individual feature extractor and a binary classifier in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 7은 도 4, 도 5 및 도 6의 결과를 비교한 그래프이고,7 is a graph comparing the results of FIGS. 4, 5, and 6;

도 8은 도 4, 도 5 및 도 6의 결과를 비교한 도표이고,8 is a chart comparing the results of FIGS. 4, 5, and 6;

도 9는 옆모습을 이용한 생체인식 시스템을 나타내는 구조도이고,9 is a structural diagram showing a biometric system using the side profile,

도 10는 걸음걸이를 이용한 생체인식 시스템을 나타내는 구조도이고,10 is a structural diagram showing a biometric system using the gait,

도 11는 일반적인 생체인식 시스템의 결과를 나타내는 그래프이고,11 is a graph showing the results of a general biometric system,

도 12은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확률적인 접근법을 사용한 생체인식 시스템의 결과를 나타내는 그래프이며,12 is a graph showing the results of a biometric system using a probabilistic approach in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확률적인 접근법을 사용한 생체인식 시스템과 일반적인 생체인식 시스템을 비교한 결과를 나타내는 도표이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a result of comparing a biometric system with a general biometric system using a probabilistic approach according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비디오 영상에서 취득된 특징을 확률적인 방법으로 누적하여 특징 취득이 정확하게 되지 않은 경우에도 적합한 생체 인식을 위한 성능 향상 및 이를 기반으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biometric method using a probabilistic approach in a video image, and more particularly, to accumulate a feature acquired in a video image in a stochastic manner, thereby improving performance for proper biometric recognition even when the feature is not accurately acquired. And a biometric method using a probabilistic approach in video images based on the same.

현재까지 개발된 생체인식 시스템은 신체 일부의 데이터를 획득하는 방법에 따라 분류된다. Biometric systems developed to date are classified according to methods of obtaining data of a part of the body.

현재까지 가장 많이 사용되는 방법은 신체 일부의 영상(image)를 획득하여 특징을 추출하여 비교하는 것으로 지문인식, 얼굴인식, 망막인식, 홍채인식, 정맥인식, 장문인식 등이 이에 속하며, 음성(화자)인식은 사람의 음성을 이용하는 방법을 사용한다. To date, the most commonly used method is to obtain images of body parts and extract and compare features. Fingerprint recognition, face recognition, retinal recognition, iris recognition, vein recognition, palmprint recognition, etc. Recognition uses the method of using human voice.

생체인식 시스템은 이미지 또는 음성을 획득하는 입력부와, 입력된 데이터에서 특징(feature)들을 추출하고 이를 데이터베이스에 저장되어 있는 특징들과 비교하여 신원을 확인하는 처리부로 구성되어 있다.The biometric system includes an input unit for acquiring an image or voice, and a processing unit for extracting features from the input data and comparing the features with the features stored in the database to identify an identity.

예를 들어, 공개특허공보 제10-2001-0042659호(비디오 화상으로부터의 얼굴 인식)에는 화상 프레임에서 물체를 인식하기 위한 방법에 있어서, 상기 화상 프레임에서 물체를 검출하고, 상기 물체와 관련된 화상 프레임의 부분을 경계짓는 단계; 웨이브렛(WAVELET) 변환을 사용하여 상기 화상 프레임의 경계 부분을 변환하여 변환 화상을 생성하는 단계; 복수의 대표 물체 화상으로부터 생성된 집군 그래프(BUNCH GRAPH)의 웨이브렛 제트(WAVELET JET)에 의해 정의된 상기 물체의 구별되는 특징과 관련되는 노드(NODE)들을 상기 변환 화상 상에서 위치 파악(LOCATING)하는 단계; 및 물체 화상들의 갤러리의 물체 화상과 관련된 웨이브렛 제트(WAVELET JET)와, 상기 변환 화상의 노드(NODE)에서의 웨이브렛 제트(WAVELET JET) 사이의 유사도에 기초하여 상기 물체를 식별하는 단계를 포함하고, 상기 화상 프레임의 경계 부분내에 포함되지 않는 화상 부분은 집군 그래프 분석을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 물체 인식 방법에 관해 개시 되어있다.For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-2001-0042659 (face recognition from a video image) includes a method for recognizing an object in an image frame, wherein the object is detected in the image frame, and the image frame is associated with the object. Delimiting a portion of; Generating a converted image by transforming a boundary portion of the image frame using a wavelet transform; LOCATING nodes (NODEs) related to the distinguishing feature of the object defined by the wavelet jet of the collective graph BUNCH GRAPH generated from a plurality of representative object images. step; And identifying the object based on a similarity between the wavelet jet associated with the object image in the gallery of object images and the wavelet jet at the node NODE of the transformed image. And an image portion not included in the boundary portion of the image frame does not perform a group graph analysis.

또한, 공개특허공보 제10-1998-0058349호(영상정보를 이용한 사람 식별방법)에는 영상인식 시스템에서 영상정보를 이용하여 사람 식별 방법에 있어서, 상기 사람 식별 방법은 식별을 위하여 얼굴특징정보를 등륵하는 얼굴특징 정보 등록모드와 상기 등록된 얼굴특징 정보률 이용하여 사람을 식별하는 얼굴특징정보 인식모드를 포함하며, 상기 얼굴특징정보 등록모드는, 얼굴 영상으로부터 얼굴 부분을 분리하 는 제1단계; 상기 분리된 얼굴 부분을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상이 포함된 제1형판을 작성하는 제2단계; 상기 제1형판을 K-평균 군집화에 따라 기 분류된 제1세트의 형판과의 유사도 비교를 통하여 상기 제1세트의 형판과 유사도가 가장 높은 부분을 상기 입력 영상에 대한 얼굴 영역으로 추출하는 제3단계; 상기 추출된 얼굴 영역에 대하여 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상이 포함된 제2형판을 작성하는 제4단계; 상기 제2형판을 K-평균 군집화에 따라 제2세트의 형판으로 분류하여 저장하는 제5단계; 및 상기 추출된 얼굴 영역으로부터 얼굴특징 데이터를 추출하여 데이터베이스에 등록하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정보를 이용한 사람 식별 방법이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-0058349 (Person Identification Method Using Image Information) discloses a person identification method using image information in an image recognition system, wherein the person identification method includes facial feature information for identification. A facial feature information registration mode and a facial feature information recognition mode for identifying a person using the registered facial feature information rate, the facial feature information registration mode comprising: a first step of separating a face part from a face image; Dividing the separated face part into a plurality of cells to create a first template including a face shape in each cell; A third extracting a portion having the highest similarity with the first set of templates as the face region for the input image by comparing the first template with the similarity with the first set of templates classified according to the K-means clustering; step; A fourth step of creating a second template including a face shape in each cell by dividing the extracted face region into a plurality of cells; A fifth step of classifying and storing the second template into a second set of templates according to K-means clustering; And a sixth step of extracting facial feature data from the extracted face region and registering it in a database.

일반적으로 패턴인식 시스템에서는 입력데이터의 효율적인 저장과 패턴 분류단(classification stage)으로의 실시간 전송을 위해 데이터의 크기를 줄이는 것이 바람직한데, 이 경우 원래의 데이터로부터 분류에 필요한 정보들만을 추출하게 된다. In general, in a pattern recognition system, it is desirable to reduce the size of data for efficient storage of input data and real-time transmission to a pattern classification stage. In this case, only information necessary for classification is extracted from the original data.

즉 특징추출은 고차원의 데이터를 저차원의 데이터로 변환시키는 것으로 볼 수 있다. In other words, feature extraction can be seen as converting high-dimensional data into low-dimensional data.

일반적으로 패턴분류(pattern classification) 문제에서 원래의 데이터가 아닌 적은 수의 특징을 사용한 분류는 분류정확도(classification accuracy)가 저하되지만, 실제 패턴인식 시스템에서 많은 수의 특징을 사용하는 것은 분류비용(classification cost) 측면에서 볼 때 매우 비효율적이다. In general, classification using a small number of features other than the original data in a pattern classification problem results in poor classification accuracy, but using a large number of features in a real pattern recognition system is a classification cost. It is very inefficient in terms of cost.

따라서 효율적인 패턴인식 시스템 구현을 위해서는 가능한 최소의 특징들을 사용해야 하고, 이와 함께 분류에 필요한 정보의 손실을 최소화하여야 한다.Therefore, in order to implement an efficient pattern recognition system, the minimum features should be used, and the loss of information necessary for classification should be minimized.

도 1은 대표적인 분류기의 일례로 SVM(Support Vector Machine)을 나타내는 도면으로서, SVM은 원래 이진분류(binary classification)를 위하여 개발되었으며, 현재에는 생물정보학(bioinformatics), 문자인식, 필기인식, 얼굴 및 물체 인식 등 다양한 분야에서 성공적으로 적용되고 있다. 1 is a diagram showing a support vector machine (SVM) as an example of a representative classifier, which was originally developed for binary classification, and now bioinformatics, character recognition, handwriting recognition, face and object. It has been successfully applied in various fields such as recognition.

그 밖에 도 2의 MLP(Multi Layer Perceptron)과 같은 뉴트럴 네트워크(Neural Network)를 이용한 분류기도 존재한다.In addition, there is a classifier using a neutral network such as MLP (Multi Layer Perceptron) of FIG. 2.

그러나 종래의 통계적 특성을 이용한 생체 인식 시스템은 현재의 단일 프레임정보만을 이용하기 때문에 현재 프레임의 영상 취득과정에서 조명 및 잡음성 영상 변화에 따라 완벽한 특징을 추출하지 못하여 감시 결과에 악영향을 미치는 문제점이 발생한다.However, since the conventional biometric system using statistical characteristics only uses the current single frame information, a problem that adversely affects the monitoring result may not be obtained because the perfect feature cannot be extracted according to the lighting and noise image changes during the image acquisition process of the current frame. do.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 영상 정보를 확률적으로 누적한 접근방법을 채용하여 비디오 영상에서 획득된 영상 중 일부가 잘못 추출되더라도 이에 영향을 받지 않고 정확하게 인식할 수 있도록 한 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and by employing a probabilistic method of accumulating image information, even if some of the images obtained from the video image are wrongly extracted, it is possible to accurately recognize them without being affected. The purpose is to provide a biometric method using a stochastic approach in video images.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 영상 데이터에서 특징을 추출하여 생체인식을 하는 생체인식방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object in the biometric method of extracting features from the image data to perform biometrics,

특징 추출을 위해 특징 추출기를 설계하는 단계와; 상기 특징 추출기를 이용하여 특징을 영상으로 추출하는 단계와; 확률적 접근법을 이용하여 연속된 영상들로부터 각각의 확률을 구하고 이를 누적하여 결합하는 단계와; 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Designing a feature extractor for feature extraction; Extracting a feature into an image using the feature extractor; Obtaining each probability from successive images using a stochastic approach and accumulating and combining the respective probabilities; And learning a classifier using the probability obtained through the feature extraction.

바람직한 구현예로서, 상기 확률적 접근법을 이용하여 연속된 영상들로부터 각각의 확률을 구하여 이를 누적한 결과는 In a preferred embodiment, using the probabilistic approach, each probability is obtained from successive images, and the cumulative result is obtained.

Figure 112007012399533-pat00001
이고,
Figure 112007012399533-pat00001
ego,

It는 t번째 영상, p(w=ni│It)는 t번째 영상이 ni분류에 속할 확률, I1:t는 1번째부터 t번째까지 영상의 집합, p(w=ni│I1:t)는 1번째부터 t번째까지의 영상으로부터 구한 누적된 확률인 것을 특징으로 한다.I t is the t-th image, p (w = n i | I t ) is the probability that the t-th image belongs to the n i classification, I 1: t is the set of 1st to tth images, p (w = n i I 1: t ) is a cumulative probability obtained from the first to tth images.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 누적된 확률은 In a more preferred embodiment, the accumulated probability is

Figure 112007012399533-pat00002
의 log-odds를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 한다.
Figure 112007012399533-pat00002
It is characterized by using the log-odds.

특히, 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단 계는 각 분류마다 개별적인 특징 추출기를 만들어 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the step of learning the classifier using the probability obtained through the feature extraction is characterized in that it comprises the step of making and using a separate feature extractor for each classification.

또한, 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계는 상기 분류기로 이진 분류기를 사용하고, 각 분류마다 이진 분류기를 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of learning the classifier using the probability obtained through the feature extraction is characterized in that it comprises using a binary classifier as the classifier, learning a binary classifier for each classification.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 비디오 영상에서 적합한 생체 인식 시스템 개발을 위하여 확률적인 접근법으로 누적된 영상 정보를 융합하는 방법으로서, 주어진 상황을 표현하는 적합한 특징을 영상으로 추출하여 기 학습된 분류기로 사전 확률을 구하여 누적된 사후 확률을 구하는 단계를 포함한다.The present invention is a method of fusing accumulated image information by a probabilistic approach to develop a suitable biometric system in a video image, and extracts a suitable feature representing a given situation into an image and obtains a prior probability with a pre-trained classifier. Obtaining a post probability.

상기 확률적 접근법으로 누적된 영상 정보를 융합하는 방법은 도 3과 같이 연속된 영상에서 수학식 1과 같은 베이즈 정리에 의해 사전 확률을 결합하여 사후 확률을 구하고 정보를 결합하는 기법이다. The method of fusing the accumulated image information by the probabilistic approach is a technique of combining the prior probabilities by combining the prior probabilities by Bayes' theorem as shown in Equation 1 and then combining the information.

그것은 어떤 비디오 영상이 관측 되었을 경우 한 장의 영상만을 사용하지 않고 연속된 영상으로부터 확률을 구하여 이를 누적하여 결합하는 것을 의미한다.That is, when a video image is observed, it is not a single image but a probability is obtained from successive images and accumulated by combining them.

Figure 112007012399533-pat00003
Figure 112007012399533-pat00003

상기 확률적 접근법을 사용하기 위해서는, 연속된 영상 각각의 사전 확률이 결정되어 있어야 한다. 즉, 분류기에서 나오는 각각 영상의 결과를 확률적으로 변 환시켜야한다. In order to use the probabilistic approach, the prior probabilities of each successive image must be determined. In other words, the results of each image from the classifier must be transformed probabilisticly.

SVM과 MLP와 같은 분류기에서 나오는 출력을 수학식 2를 이용하여 확률을 결정시키게 된다. Equation 2 is used to determine the probability of outputs from classifiers such as SVM and MLP.

Figure 112007012399533-pat00004
Figure 112007012399533-pat00004

여기서 It는 t번째 영상을 나타내고, p(w=ni│It)는 t번째 영상이 ni분류에 속할 확률을 나타내며, fclassifier(It)는 SVM 및 MLP의 출력이다.Where I t is t th represents the image, this is a t-th image (w = n i │I t) represents the probability p n belongs to category i, f classifier (I t) is the output of the SVM and MLP.

연속된 각각의 영상의 사전확률이 구해지면 이를 수학식 3과 같이 집합으로 나타낸다.When the prior probability of each successive image is obtained, it is represented as a set as shown in Equation (3).

Figure 112007012399533-pat00005
Figure 112007012399533-pat00005

여기서 I1:t는 1번째부터 t번째까지 영상의 집합을 나타낸다.Where I 1: t represents the set of images from the 1st to the tth.

연속된 영상 정보를 통해 ni분류에 속할 확률을 수학식 4와 같이 나타낸다.The probability of belonging to the n i classification through the continuous image information is expressed as in Equation 4.

Figure 112007012399533-pat00006
Figure 112007012399533-pat00006

수학식 4에서 It는 I1:t-1의 값과는 상관없이 w에 의해서만 영향을 받으므로 수학식 5로 바꾸어 쓸 수 있다.In Equation 4, since I t is only affected by w regardless of the value of I 1: t-1 , it can be replaced with Equation 5.

Figure 112007012399533-pat00007
Figure 112007012399533-pat00007

베이즈 정리에 적용하면 수학식 6과 같이 된다.Applying to Bayes' theorem, it is as shown in Equation 6.

Figure 112007012399533-pat00008
Figure 112007012399533-pat00008

수학식 6을 수학식 5에 적용하여 수학식 7을 도출 한다.Equation 6 is applied to Equation 5 to derive Equation 7.

Figure 112007012399533-pat00009
Figure 112007012399533-pat00009

반대의 경우에도 같은 유도 과정을 거쳐 수학식 8을 도출한다.In the opposite case, Equation 8 is derived through the same derivation process.

Figure 112007012399533-pat00010
Figure 112007012399533-pat00010

수학식 7과 수학식 8에서 p(It)와 p(It│It-1)는 확률을 계산하기 어려운 문제 이므로, 수학식 7과 수학식 8을 서로 나누어 p(It)와 p(It│It-1)을 없애도록 한다. 이렇게 하여 수학식 9로 나타낼 수 있다.In Equations 7 and 8, p (I t ) and p (I t │I t-1 ) are difficult problems to calculate, so dividing Equations 7 and 8 by p (I t ) and p Eliminate (I t | I t -1 ). In this way, it can be represented by Equation (9).

Figure 112007012399533-pat00011
Figure 112007012399533-pat00011

수학식 9를 다시 전개하여 수학식 10을 도출한다. Equation 9 is again developed to derive Equation 10.

Figure 112007012399533-pat00012
Figure 112007012399533-pat00012

수학식 10에 로그를 취하여 log-odds를 수학식 11과 같이 도출한다.Taking logarithm in Equation 10, log-odds are derived as in Equation 11.

Figure 112007012399533-pat00013
Figure 112007012399533-pat00013

수학식 11을 다시 전개 하면 수학식 12와 같이 도출된다.When the equation 11 is expanded again, it is derived as shown in equation 12.

Figure 112007012399533-pat00014
Figure 112007012399533-pat00014

여기에서 l0(w=ni)는 초기 log-odds 값,

Figure 112007012399533-pat00015
이다. 수학식 12에서 보면 이전 log-odds 값만을 사용하여 lt(w=ni)를 도출할 수 있게 된다. 이런 방법을 통해 ni분류에 속할 확률을 구하게 되고, 결국 ni분류에 속할 확률이 사후확률이 된다. Where l 0 (w = n i ) is the initial log-odds value,
Figure 112007012399533-pat00015
to be. In Equation 12, it is possible to derive l t (w = n i ) using only previous log-odds values. In this way the chance of being rescued belong to classify n i, n i finally a chance to belong to this classification is posterior.

이하, 본 발명을 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example

본 발명에 따른 바람직한 실시예는 제안된 확률적 접근법을 이용한 정보 융합을 생체인식 시스템 개발에 적용한다. 실험에 사용된 데이터는 사람의 옆모습 및 걸음걸이를 촬영한 비디오 영상으로, 주어진 데이터 베이스는 옆모습, 걸음걸이 정보로 이루어져 있다. The preferred embodiment according to the present invention applies information fusion using the proposed probabilistic approach to the development of biometric systems. The data used in the experiment is a video image of the person's side and gait, and a given database consists of side profile and gait information.

그리고, 옆모습과 걸음걸이의 특징 정보를 추출하여 분류기의 학습데이터와 실험데이터로 사용하였다. Then, the feature information of side profile and gait was extracted and used as learning data and experimental data of classifier.

이때 특징 정보를 추출하여 분류기에 학습시키는 방법은 도 4, 도 5와 같이 일반적인 방법과 더불어 도 6과 같은 새로운 학습법을 사용하였다. At this time, the method of extracting feature information and learning the classifier uses the new learning method as shown in FIG. 6 along with the general method as shown in FIGS. 4 and 5.

즉, 기존의 방법은 특징 추출을 한 가지 특징 추출기를 여러 분류에 동일하게 사용하지만, 새롭게 사용된 방법은 각 분류마다 특징 추출기를 만들어, 이를 이 용하여 특징을 추출하여 분류기를 학습하게 된다. In other words, the existing method uses the same feature extractor for several classifications, but the newly used method creates a feature extractor for each classification, and uses this to extract the features to learn the classifier.

상기 특징추출기는 일반적으로 널리 사용하는 ICA (Independent Component Analysis)나 PCA(Principal Component Analysis) 등에 모두 사용할 수 있다.The feature extractor can be used for both commonly used independent component analysis (ICA) and principal component analysis (PCA).

이때, 분류기로 이진 분류기를 사용할 경우는 각 분류마다 이진 분류기를 학습해야하고, 다중 분류기를 사용할 경우는 하나의 분류기만을 사용하게 되는 특징을 가진다. 학습된 분류기의 결과로부터 수학식 13을 통해 생체인식을 하게 된다.In this case, when the binary classifier is used as the classifier, the binary classifier must be learned for each classification, and when the multiple classifier is used, only one classifier is used. From the result of the trained classifier, the biometric recognition is performed through Equation 13.

Figure 112007012399533-pat00016
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도 7과 도 8은 종래와 본 발명의 생체인식방법을 실험한 결과를 서로 비교하는 그래프 및 도표이다. 7 and 8 are graphs and charts comparing the results of experiments of the conventional biometric methods of the present invention.

상기 도 7 및 도 8에서 제시하는 4가지 방법 중 Standard ICA+SVM 와 Standard ICA+MLP은 기존에 있던 특징 추출기와 분류기의 결과를 보여주고, Individual ICA+SVM 와 Individual ICA+MLP은 본 발명의 확률적 접근 방법을 적용하였을 때 특징 추출기와 분류기의 결과를 나타낸다.Of the four methods shown in FIGS. 7 and 8, Standard ICA + SVM and Standard ICA + MLP show the results of existing feature extractors and classifiers, and Individual ICA + SVM and Individual ICA + MLP are the probability of the present invention. The results of the feature extractor and classifier are shown when the adaptive approach is applied.

상기 ICA는 특징 추출기로서, Standard ICA는 여러 개체를 이용하여 학습하는 특징 추출기를 의미하고, Individual ICA 각 개체별로 학습을 하여 특징을 추출하는 것을 의미한다. 또한, MLP는 다중 분류기이다.The ICA is a feature extractor, and a standard ICA means a feature extractor that learns using several individuals, and means that a feature is extracted by learning for each individual ICA. MLP is also a multiple classifier.

도 7 및 도 8을 보면, 상기 Standard ICA+SVM 와 Standard ICA+MLP 보다 Individual ICA를 사용한 방법이 더 좋은 결과를 나타내고 있다. 이때, 도 8에서는 누적되는 프레임수는 3프레임으로 고정시키고 그 상황에서 각 개체별 인식률을 4가지 방법에 대해서 나타내고 있다. 7 and 8, the method using the individual ICA than the standard ICA + SVM and Standard ICA + MLP shows a better result. In FIG. 8, the cumulative number of frames is fixed to three frames, and the recognition rates for each individual object in four situations are shown.

한편, 특징 추출이 제대로 되지 않은 경우에 대해서는 도 11, 도 12 및 도13에서 나타내고 있다.On the other hand, the case where the feature extraction is not performed correctly is shown in FIG. 11, FIG. 12, and FIG.

즉, 도 11과 도 12의 3과 5번째 프레임에서 특징추출이 되지 않은 상황을 보여주있는데, 확률적 방법을 사용하지 않는 도 11에서 제대로 인식을 하지 못하였으나, 도 12에서는 제대로 인식하고 있음 알 수 있다. That is, although the feature extraction is not performed in the third and fifth frames of FIGS. 11 and 12, it is not properly recognized in FIG. 11 without using a probabilistic method, but is properly recognized in FIG. 12. Can be.

따라서, 각 개체에 따라 성능이 좋은 방법이 다르게 나오지만, 평균적으로 인식률은 본 발명에 따른 확률적인 접근법을 이용하여 누적된 영상정보를 융합한 생체인식시스템이 기존의 시스템보다 특징추출이 제대로 되지 않은 경우에도 우월한 성능을 보여주고 있다. Therefore, although the method of performance is different for each individual, the recognition rate is on average, but the biometric system in which the cumulative image information is converged using the probabilistic approach according to the present invention does not have better feature extraction than the conventional system. It also shows superior performance.

이는 누적된 정보를 사용하기 때문에 일시적으로 잘못 추출된 특징이 들어오더라고 기존의 정보와 융합하게 되면 심각한 오류는 피할 수 있기 때문이다.This is because the cumulative information is used, and even if a feature that is incorrectly extracted comes in temporarily, a serious error can be avoided by fusion with existing information.

도 9과 도 10은 걸음걸이와 옆모습을 이용한 생체인식 시스템 구조도를 나타내는 것으로서, 도 9은 옆모습 특징 정보를 추출하여(Side View Face Detection) 기존에 학습된 분류기를 통해 인식하는 방법(Side View Face Recognition)이고, 도 10은 걸음새 특징 정보를 추출하여(Gait sihouette Detection) 기존에 학습된 분류기를 통해 인식하는 방법(Gait sihouette Recognition)이다.9 and 10 show the structure of the biometric system using the gait and the side view, and FIG. 9 extracts the side view feature information (Side View Face Detection) and recognizes it through a previously learned classifier (Side View Face Recognition). 10 is a method of extracting gait feature information (Gait sihouette detection) and recognizing it through a previously learned classifier (Gait sihouette recognition).

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였 으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.Although the present invention has been illustrated and described with respect to specific preferred embodiments, the invention is not limited to these embodiments, and the invention is claimed in the claims by one of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all embodiments of the various forms that can be carried out without departing from the spirit of the invention.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 의하면, 확률적인 접근법을 이용한 정보의 누적을 통해 비디오 영상에 가장 적합한 생체 인식 시스템을 개발하여, 사용자 식별을 보다 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the biometric method using the probabilistic approach in the video image according to the present invention, by developing a biometric system that is most suitable for the video image by accumulating information using the stochastic approach, user identification There is an effect that can be done efficiently.

Claims (5)

삭제delete 특징 추출을 위해 특징 추출기를 설계하는 단계와;Designing a feature extractor for feature extraction; 상기 특징 추출기를 이용하여 특징을 영상으로 추출하는 단계와;Extracting a feature into an image using the feature extractor; 확률적 접근법을 이용하여 연속된 영상들로부터 각각의 확률을 구하고 이를 누적하여 결합하는 단계와;Obtaining each probability from successive images using a stochastic approach and accumulating and combining the respective probabilities; 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계;Learning a classifier using the probability obtained through the feature extraction; 를 포함하여 이루어지는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법에 있어서, In the biometric method using a probabilistic approach in a video image comprising a, 상기 확률적 접근법을 이용하여 연속된 영상들로부터 각각의 확률을 구하여 이를 누적한 결과는 Using the probabilistic approach, each probability is obtained from successive images and accumulated
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이고,
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ego,
It는 t번째 영상, p(w=ni│It)는 t번째 영상이 ni분류에 속할 확률, I1:t는 1번째부터 t번째까지 영상의 집합, p(w=ni│I1:t)는 1번째부터 t번째까지의 영상으로부터 구한 누적된 확률인 것을 특징으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법.I t is the t-th image, p (w = n i | I t ) is the probability that the t-th image belongs to the n i classification, I 1: t is the set of 1st to tth images, p (w = n i I 1: t ) is a biometric method using a probabilistic approach in a video image, characterized in that the cumulative probability obtained from the first to t-th image.
청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 누적된 확률은 The cumulative probability is
Figure 112007012399533-pat00018
의 log-odds를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법.
Figure 112007012399533-pat00018
Biometric method using a stochastic approach in a video image, characterized in that is obtained using the log-odds of.
청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계는 각 분류마다 개별적인 특징 추출기를 만들어 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법.Learning the classifier using the probability obtained through the feature extraction comprises the step of making and using a separate feature extractor for each classification, biometric method using a probabilistic approach in a video image. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 특징 추출을 통해 구해진 확률을 이용하여 분류기를 학습하는 단계는 상기 분류기로 이진 분류기를 사용하고, 각 분류마다 이진 분류기를 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 영상에서 확률적 접근법을 이용한 생체인식방법.Learning a classifier using the probabilities obtained through the feature extraction includes using a binary classifier as the classifier and learning a binary classifier for each classification, using a probabilistic approach in a video image. Recognition method.
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