KR100901272B1 - System and method for generating an initial template - Google Patents

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이재연
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    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/28Determining representative reference patterns, e.g. by averaging or distorting; Generating dictionaries

Abstract

본 발명에 따른 초기 템플릿 생성 장치는, 로봇에 장착된 영상 촬영 수단을 이용하여 영상을 획득하는 영상 입력부와, 로봇을 회전 이동시키며, 이동 중에 기 설정된 간격으로 영상 입력부로부터 영상을 제공받아 등록 영상을 수집하는 등록 영상 수집부와, 수집된 등록 영상에서 얼굴 영역에 대해 정규화한 후 특징 부분을 검출하여 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 얼굴정보 등록부를 포함한다.The initial template generating device according to the present invention, the image input unit for acquiring the image using the image capturing means mounted on the robot, and rotates the robot, and receives the image from the image input unit at a predetermined interval during the movement to register the image And a face information register to generate a user's initial template by detecting a feature part after normalizing the face region in the collected registered image.

이와 같이, 본 발명은 로봇을 회전 이동시키면서 영상을 입력받고, 입력받은 영상을 토대로 등록 영상을 수집한 후 이를 토대로 초기 템플릿을 구성함으로서, 조명 및 자세 등의 다양한 환경에서 얼굴 형상 변화가 포함된 영상들을 이용하여 초기 템플릿을 구성할 수 있어 열악한 환경에서의 얼굴 인식을 요구하는 로봇에서 얼굴 인식의 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention receives an image while rotating the robot, collects a registered image based on the received image, and then configures an initial template based on the received image, thereby including an image including a face shape change in various environments such as lighting and posture. Initial templates can be used to improve the performance of face recognition in robots that require face recognition in harsh environments.

로봇, 사용자 인식, 얼굴 인식, 얼굴 등록, 초기 템플릿 Robot, user recognition, face recognition, face registration, initial template

Description

초기 템플릿 생성 장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING AN INITIAL TEMPLATE}SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING AN INITIAL TEMPLATE}

본 발명은 로봇이 사용자의 얼굴을 인식하기 위해서 필요한 얼굴 등록 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 조명 및 자세 등의 다양한 얼굴 형성 변환가 포함된 영상으로부터 추출된 특징 벡터들을 이용하여 사용자의 초기 템플릿을 생성하여 저장하는 초기 템플릿 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a face registration device and a method required for a robot to recognize a user's face. In particular, an initial template of a user is generated by using feature vectors extracted from an image including various face-forming transformations such as lighting and posture. An apparatus and a method for generating an initial template are described.

본 발명은 정보 통신부의 IT 신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2005-S-033-03, 과제명: URC를 위한 내장형 컴포넌트 기술개발 및 표준화].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication [Task management number: 2005-S-033-03, Task name: Development and standardization of embedded component technology for URC].

얼굴 인식 기술은 새로운 기술이 아니며, 지금까지 수많은 연구가 수행되어 왔으며, 일부 응용에 상용화되고 있다. 그러나, 많은 연구에서 밝혀진 바와 같이 얼굴 인식의 문제점은 조명 및 자세 등의 변화에 취약하다는 점이다. 특히, 로봇에서의 얼굴 인식은 보안의 관점에서 주로 연구되어 온 기존의 얼굴 인식과는 다르게 매우 열악한 환경에서의 인식을 요구한다.Face recognition technology is not a new technology, numerous studies have been conducted so far, and it is commercialized in some applications. However, as many studies have revealed, the problem of face recognition is that it is vulnerable to changes in lighting and posture. In particular, face recognition in robots requires recognition in very poor environments, unlike conventional face recognition, which has been mainly studied in terms of security.

로봇과 사용자가 임의의 장소에서 자유롭게 움직이면서 서로 상호 작용하는 상황이 빈번하게 발생하기 때문에, 조명 및 사용자의 자세가 매우 다양하다.Since the robot and the user move freely in any place and interact with each other frequently, the lighting and the user's posture vary widely.

이러한 환경에서 얼굴 인식 엔진의 성능 보장을 위해서는 다양한 얼굴 영상으로부터 추출된 특징 벡터로 초기 등록 템플릿을 구성하고 생성하는 방법이 요구된다. 초기 템플릿의 다양성을 확보하지 못할 경우 현존하는 얼굴 인식기로 만족할 만한 성능을 확보하기에는 한계가 있다.In order to guarantee the performance of the face recognition engine in such an environment, a method of constructing and generating an initial registration template using feature vectors extracted from various face images is required. If the diversity of the initial template is not secured, there is a limit to achieving satisfactory performance with existing face recognizers.

물론 초기에 생성된 사용자 템플릿만을 이용하여 조명 및 자세의 변화에 따른 얼굴 형상 변화를 대처하기 위한 기술이 존재하며, 그 예로서 "A.S. Georghiades, P.N. Belhumeur, and D.J. Kriegman, "From Few to Many: Illumination Cone Models for Face Recognition under Variable Lighting and Pose," IEEE Trans. on PAMI, vol. 23, no. 6, Jun. 2001."의 논문이 발표된 바가 있다.Of course, there is a technology for coping with the shape of the face according to the change of lighting and posture using only the user template generated initially. For example, "AS Georghiades, PN Belhumeur, and DJ Kriegman," From Few to Many: Illumination Cone Models for Face Recognition under Variable Lighting and Pose, "IEEE Trans. On PAMI, vol. 23, no. 6, Jun. 2001."

다른 방법으로 학습을 통해 다양한 템플릿을 수집하는 방법이 있으며, 그 예로 "W. Huang, B. Lee, M. Rajapakse, and L. Li, "Face Recognition by Incremental Learning for Robotic Interaction," IEEE workshop on Multimedia Signal Processing, pp. 280-283, Dec. 2002."의 논문이 발표된 바가 있다.Another method is to collect various templates through learning, such as "W. Huang, B. Lee, M. Rajapakse, and L. Li," Face Recognition by Incremental Learning for Robotic Interaction, "IEEE workshop on Multimedia Signal Processing, pp. 280-283, Dec. 2002. "

종래의 대부분의 얼굴 인식 방법은 초기에 생성된 사용자 템플릿만을 이용하여 조명 및 자세의 변화에 따른 얼굴 형상 변화를 대처하기 때문에 제약 조건이 있을 뿐만 아니라, 처리 과정이 복잡하여 실시간으로 처리하기 어려운 문제점이 있다.Most conventional face recognition methods use only user templates generated initially to deal with face shape changes due to changes in lighting and posture, and thus have limitations and are difficult to process in real time due to complex processing. have.

또한, 종래의 인식 중에 학습을 통한 다양한 템플릿을 수집하는 방법은 학습을 통해 다양한 템플릿을 수집할 수 있으나, 초기 템플릿이 다양하지 못한 경우 설정한 검증 조건을 통과하지 못하여 학습 자체가 발생하지 않은 문제점이 있을 뿐만 아니라 잘못된 학습으로 시스템이 붕괴될 위험이 매우 크며, 학습이 정상적으로 이루어지는 경우에도 주로 간단한 클러스터링 기술을 통해 대표 패턴만을 선정함으로 실제 얼굴 인식 성능 향상에 크게 기여하지 못하는 문제점이 있다.In addition, the method of collecting various templates through learning during the conventional recognition may collect various templates through learning, but if the initial template is not diverse, the learning does not occur due to the failure to pass the set verification condition. In addition, there is a high risk that the system collapses due to incorrect learning, and even when the learning is normally performed, there is a problem in that it does not contribute significantly to the improvement of the actual face recognition performance by selecting only the representative pattern through the simple clustering technique.

이와 같이, 다양한 얼굴 형상 변화가 포함된 초기 템플릿의 구성이 형상 기반 얼굴 인식 시스템의 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소임에도 불구하고, 초기 템플릿의 구성 방법에 대한 연구가 전무한 상태이다.As described above, although the configuration of the initial template including various face shape changes is a very important factor that determines the performance of the shape-based face recognition system, there is no research on how to construct the initial template.

따라서, 본 발명에서는 조명 및 자세 등의 다양한 얼굴 형상 변화가 포함된 영상을 수집하여 초기 템플릿을 구성하는 방법을 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a method of constructing an initial template by collecting images including various face shape changes such as lighting and posture.

본 발명의 제 1 관점으로서 초기 템플릿 생성 장치는, 로봇에 장착된 영상 촬영 수단을 이용하여 영상을 획득하는 영상 입력부와, 상기 로봇을 회전 이동시키 며, 상기 이동 중에 기 설정된 간격으로 상기 영상 입력부로부터 영상을 제공받아 등록 영상을 수집하는 등록 영상 수집부와, 상기 수집된 등록 영상에서 얼굴 영역에 대해 정규한 후 특징 부분을 검출하여 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 얼굴정보 등록부를 포함한다.In accordance with a first aspect of the present invention, an initial template generating apparatus includes an image input unit for acquiring an image by using an image capturing means mounted on a robot, and rotationally moving the robot from the image input unit at a predetermined interval during the movement. A registration image collecting unit receiving an image and collecting a registration image, and a face information registration unit for generating a user's initial template by detecting a feature part after normalizing the face area in the collected registration image.

본 발명의 제 2 관점으로서 초기 템플릿 생성 방법은, (a) 임의의 위치에서 기 설정된 최종 위치로 로봇을 회전 이동시키면서 상기 로봇의 이동 중 기 설정된 간격으로 상기 로봇에 장착된 영상 촬영 수단을 이용하여 영상을 획득하는 단계와, (b) 상기 획득된 영상에서의 얼굴 영역 검출을 통해 다수의 등록 영상을 수집하는 단계와, (c) 상기 각각의 등록 영상의 얼굴 영역에 대해 정규화하는 단계와, (d) 상기 정규화된 얼굴 영역에서의 특징 부분을 검출하고, 상기 검출된 각각의 특징 부분을 토대로 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 단계를 포함한다.As a second aspect of the present invention, the initial template generation method comprises: (a) using an image photographing means mounted on the robot at a predetermined interval during the movement of the robot while rotating the robot from an arbitrary position to a preset final position; Acquiring an image, (b) collecting a plurality of registered images by detecting a face region in the acquired image, (c) normalizing the face region of each of the registered images; d) detecting feature portions in the normalized face region and generating an initial template of the user based on each detected feature portion.

본 발명에서는 조명 및 자세 등의 다양한 환경에서 얼굴 형상 변화가 포함된 초기 템플릿을 구성할 수 있다.In the present invention, an initial template including a face shape change in various environments such as lighting and posture may be configured.

본 발명은 로봇을 회전 이동시키면서 영상을 입력받고, 입력받은 영상을 토대로 등록 영상을 수집한 후 이를 토대로 초기 템플릿을 구성함으로서, 조명 및 자세 등의 다양한 환경에서 얼굴 형상 변화가 포함된 영상들을 이용하여 초기 템플릿을 구성할 수 있어 열악한 환경에서의 얼굴 인식을 요구하는 로봇에서 얼굴 인식의 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention receives an image while rotating the robot, collects a registered image based on the received image, and then configures an initial template based on the received image, by using images including face shape changes in various environments such as lighting and posture. Initial templates can be configured to improve the performance of face recognition in robots that require face recognition in harsh environments.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 초기 템플릿 생성 장치는 로봇간의 거리 측정을 통해 로봇을 지정된 위치로 이동시키면서 얼굴이 포함된 연속된 영상을 획득하여 얼굴을 검출한 후 이를 토대로 사용자의 초기 템플릿을 생성한다는 것으로, 로봇의 고신뢰도의 얼굴 인식 장치를 구성한다는 것이다.The initial template generating apparatus according to the present invention generates a user's initial template on the basis of detecting a face by acquiring a continuous image including a face while moving the robot to a specified position by measuring the distance between the robots. It is to configure a high reliability face recognition device.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로봇의 초기 템플릿 생성 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an initial template generating device of a robot according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 초기 템플릿 생성 장치는 영상 입력부(100), 등록 영상 수집부(120), 등록 영상 수집 버퍼부(135), 얼굴 정보 등록부(140) 및 사용자 데이터베이스(160)를 포함한다. 여기서, 등록 영상 수집부(120)는 얼굴 검출부(122), 거리 측정부(124), 위치 제어부(126) 및 로봇 제어부(128)를 포함하고, 얼굴 정보 등록부(140)는 얼굴 정규화(142), 특징 추출부(144) 및 템플릿 생성부(146)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the initial template generating apparatus includes an image input unit 100, a registered image collecting unit 120, a registered image collecting buffer unit 135, a face information registering unit 140, and a user database 160. Here, the registered image collector 120 includes a face detector 122, a distance measurer 124, a position controller 126, and a robot controller 128, and the face information register 140 includes face normalization 142. , A feature extractor 144, and a template generator 146.

영상 입력부(100)는 로봇의 소정 위치, 예를 들면 머리 부분에 장착된 영상 촬영 수단, 예컨대 카메라를 이용하여 연속된 영상 시퀀스를 획득하여 등록 영상 수집부(120)에 제공한다.The image input unit 100 obtains a continuous image sequence by using image capturing means such as a camera mounted at a predetermined position of the robot, for example, a head, and provides the image sequence to the registered image collecting unit 120.

등록 영상 수집부(120)는 영상 입력부(100)로부터 제공받은 연속된 영상 시퀀스에서 사용자의 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출부(122)와, 로봇과 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부(124)와, 검출된 얼굴 영역의 위치에 의거하여 영상 촬영 수단인 카메라의 위치를 제어하는 위치 제어부(126) 및 거리 측정부(124)에서 측정된 거리를 토대로 로봇의 이동을 제어하는 로봇 제어부(128) 등으로 구성된다.The registered image collector 120 may include a face detector 122 that detects a face region of a user in a continuous image sequence provided from the image input unit 100, a distance measurer 124 that measures a distance between the robot and the user; A position controller 126 for controlling the position of the camera, which is an image photographing means, and a robot controller 128 for controlling the movement of the robot based on the distance measured by the distance measurer 124 based on the detected position of the face region. It consists of.

얼굴 검출부(122)는 영상 입력부(100)로부터 각각의 영상을 입력받아 얼굴이 검출되는지를 각각 판단하며, 얼굴이 검출된 영상에서 얼굴 영역이 화면의 중앙에 위치되었는지를 판단한 후 화면의 중앙에 얼굴 영역이 위치한 영상 데이터를 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장시킨다.The face detector 122 receives each image from the image input unit 100 to determine whether a face is detected, and determines whether a face area is located at the center of the screen in the detected image. The image data where the area is located is stored in the registered image collection buffer unit 135.

한편, 화면의 중앙에 얼굴 영역이 존재하지 않을 경우에는 위치 제어부(126)의 제어를 통해 영상 촬영 수단이 장착된 부분, 예컨대 로봇의 머리 부분을 제어한다.On the other hand, when the face area does not exist in the center of the screen, the position control unit 126 controls the portion where the image capturing means is mounted, for example, the head of the robot.

얼굴 영역을 영상의 중앙에 위치시키는 과정은 이후에 수행될 사용자와의 거리 측정 단계에서 안정적인 거리 측정을 수행하기 위한 것이다.The process of locating the face area in the center of the image is to perform stable distance measurement in a distance measuring step with a user to be performed later.

거리 측정부(124)는 사용자의 임의의 위치, 예컨대 얼굴의 아래 위치(가슴부)에 구동하여 사용자와 로봇간의 거리를 측정하는 초음파 또는 레이저 센서를 예로 들 수 있으며, 이러한 거리 측정을 토대로 로봇 제어부(128)는 로봇의 이동 궤도를 실시간으로 수정할 수 있다.The distance measuring unit 124 may be, for example, an ultrasonic or laser sensor that measures a distance between the user and the robot by driving at an arbitrary position of the user, for example, a lower position (chest) of the face. 128 may modify the movement trajectory of the robot in real time.

상기와 같은 구성을 갖는 등록 영상 수집부(120)가 영상을 수집하는 과정 중 로봇에 장착된 영상 촬영 수단인 카메라로 영상을 촬영하는 방법, 즉 얼굴 등록 모 드에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.2 to 5 for a method of capturing an image with a camera, which is an image capturing means mounted on a robot, during the process of collecting the image by the registered image collecting unit 120 having the above configuration, ie, a face registration mode. Will be explained.

도 2a 내지 도 2c는 사용자의 얼굴 등록 모드를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2a의 사용자 등록 모드로 사용자 얼굴 영상의 예를 도시한 도면이며, 도 4는 도 2b의 사용자 등록 모드로 사용자 얼굴 영상의 예를 도시한 도면이며, 도 5는 도 2c의 사용자 등록 모드로 사용자 얼굴 영상의 예를 도시한 도면이다.2A to 2C are diagrams illustrating a face registration mode of a user, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a user face image in the user registration mode of FIG. 2A, and FIG. 4 is a user face in the user registration mode of FIG. 2B. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a user face image in the user registration mode of FIG. 2C.

먼저, 얼굴 등록 모드 중 첫 번째는 사용자의 편의성이 가장 높은 모드로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 사용자가 고정 위치에 있으며, 로봇이 이동하는 모드이다. 즉, 사용자에게 요구되는 행동은 고정된 위치에서 카메라를 바라보는 것이며, 카메라가 장착된 로봇은 다양한 환경에서의 영상 수집을 위해 사용자와의 거리를 자동으로 계산하고, 지정된 위치로 이동하면서 변화된 조명, 자세 등이 반영된 영상들을 수집한다.First, among the face registration modes, the first mode is the user's convenience. As shown in FIG. 2A, the user is in a fixed position and the robot moves. In other words, the user's required action is to look at the camera from a fixed position, and the robot equipped with the camera automatically calculates the distance to the user for collecting images in various environments, and changes the lighting while moving to the designated position, Collect images reflecting posture.

다양한 환경에서 등록 영상을 수집하기 위해 로봇은 거리 측정부(124)를 이용하여 자신과 사용자의 거리를 자동적으로 계산하고, 계산된 거리를 토대로 로봇 제어부(128)를 제어하여 기 지정된 위치로 이동한다.In order to collect the registered image in various environments, the robot automatically calculates the distance between the user and the user using the distance measuring unit 124 and controls the robot controller 128 based on the calculated distance to move to a predetermined position. .

기 지정된 위치로 이동하면서 얼굴 검출부(122)는 변화된 조명, 자세 등이 반영된 영상들을 추출하여 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장시킨다. 한편, 거리에 따른 얼굴 해상도의 변화도 얼굴인식 성능에 큰 영향을 미치기 때문에, 로봇은 로봇 제어부(128)의 제어를 통해 원거리(3m)에서 근거리(1m)로 사용자에게 다가가면서 영상 입력부(100)의 영상 촬영 수단에서 촬영된 영상을 입력받으며, 얼굴 검출부(122)는 입력받은 영상들 중 얼굴 영역이 영상의 중앙에 위치한 영상을 추출하 여 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장시킨다.While moving to a predetermined position, the face detector 122 extracts the images reflecting the changed lighting, posture, and the like and stores the extracted images in the registered image collection buffer unit 135. On the other hand, since the change in the resolution of the face according to the distance also has a great influence on the face recognition performance, the robot approaches the user from the remote (3m) to the near (1m) from the remote control (128) control the image input unit 100 The image detected by the image capturing means is input, and the face detector 122 extracts an image in which the face region is located in the center of the received images and stores the image in the registered image collection buffer unit 135.

즉, 도 2a와 같이 로봇이 이동하면서, 수집한 영상은 도 3에 도시된 바와 같다.That is, as the robot moves as shown in FIG. 2A, the collected image is as shown in FIG. 3.

이와 같이 도 2a의 얼굴 등록 모드는 사용자의 협조를 거의 요구하지 않는 반면에, 도 2b의 경우에는 사용자의 협조를 요구하는 모드로서, 즉 사용자와 일정 거리에 떨어져 위치하는 로봇이 로봇 제어부(128)를 통해 회전하면서 영상을 수집하는 얼굴 등록 모드이다.As described above, the face registration mode of FIG. 2A requires little cooperation of the user, whereas in the case of FIG. 2B, the robot controller 128 is a mode requiring cooperation of the user, that is, a robot located at a certain distance from the user. Face registration mode to collect images while rotating through.

사용자는 로봇이 회전할 때, 제자리에서 같은 방향으로 회전하면서 로봇의 영상 촬영 수단인 카메라를 응시하면 되며, 이와 같은 과정으로 수집된 영상의 예는 도 4에 도시된 바와 같다.When the robot rotates, the user may stare at the camera, which is an image capturing means of the robot, while rotating in the same direction in place, and an example of the image collected by the process is illustrated in FIG. 4.

도 2c의 경우에는 로봇이 제자리에서 회전하고 사용자가 로봇을 중심으로 360도 회전하여 영상을 수집하는 얼굴 등록 모드로서, 사용자에게 매우 적극적인 협조를 요구하는 방법이다. 도 2c와 같은 얼굴 등록 모드는 사용자가 이동하기 때문에 다양한 조명의 변화가 반영된 영상을 수집할 수 있는 장점이 있으며, 로봇이 제자리에서 회전하기 때문에 도 2a 및 도 2b의 등록 모드에 비해 영상 수집이 용이하다. 도 2c의 모드로 수집된 영상의 예로는 도 5에 도시된 바와 같다.In the case of Figure 2c is a face registration mode in which the robot rotates in place and the user rotates 360 degrees around the robot to collect images, a method that requires very active cooperation from the user. The face registration mode as shown in FIG. 2C has an advantage of collecting images reflecting various lighting changes because the user moves, and easier to collect images than the registration modes of FIGS. 2A and 2B because the robot rotates in place. Do. An example of the image collected in the mode of FIG. 2C is as shown in FIG. 5.

본 발명에서는 상기와 같은 얼굴 등록 모드들 중 적절한 모드를 선택하여 사용하거나 복수개의 등록 모드를 조합하여 사용할 수 있다. 예컨대, 세 가지의 모든 모드를 사용할 경우에 매우 높은 신뢰성을 갖는 초기 템플릿을 생성할 수 있다.In the present invention, an appropriate mode may be selected from among the above-described face registration modes or a combination of a plurality of registration modes may be used. For example, an initial template with very high reliability can be created when all three modes are used.

상기와 같은 얼굴 등록 모드 중 도 2c를 제외한 도 2a 및 도 2b의 등록 모드 는 등록 영상 수집부(120)를 통해 이루어지며, 영상 등록 과정에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.Among the face registration modes as described above, the registration modes of FIGS. 2A and 2B except for FIG. 2C are performed through the registered image collecting unit 120, and the image registration process will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상 등록 과정을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an image registration process according to an exemplary embodiment of the present invention.

사용자의 요청에 의해 얼굴 등록 모드가 구동되면, 로봇은 로봇 제어부(128)에 의해 시작 위치에서 천천히 이동한다. 이동 중에 영상 입력부(100)에서는 로봇에 탑재된 영상 촬영 수단인 카메라를 통해 영상을 획득하고, 이를 등록 영상 수집부(120)에 제공한다(S600).When the face registration mode is driven at the user's request, the robot moves slowly from the start position by the robot controller 128. While moving, the image input unit 100 obtains an image through a camera, which is an image capturing means mounted on the robot, and provides the image to the registered image collecting unit 120 (S600).

등록 영상 수집부(120)의 얼굴 검출부(122)는 입력받은 영상에서 얼굴 검출을 수행한 후 입력받은 영상에 얼굴이 존재하는지를 판단한다(S602, S604).The face detector 122 of the registered image collector 120 performs face detection on the received image and then determines whether a face exists in the received image (S602 and S604).

본 발명에서의 얼굴 검출은 아다부스팅(adaboosting) 기법에 의해 구현 된다.Face detection in the present invention is implemented by an adaboosting technique.

S604의 판단 결과, 얼굴이 검출되지 않으면, S600으로 진행하여 영상 입력부(100)로부터 다음 영상을 입력받은 후 S602 및 S604를 수행한다.As a result of the determination in S604, if no face is detected, the process proceeds to S600 and after receiving the next image from the image input unit 100, S602 and S604 are performed.

한편, S604의 판단 결과, 얼굴이 검출되는 경우 얼굴 검출부(122)는 얼굴 영역이 화면의 중앙 부분에 위치하는지를 판단한다(S606).On the other hand, when the face is detected as a result of the determination in S604, the face detector 122 determines whether the face region is located at the center of the screen (S606).

S606의 판단 결과, 얼굴 영역이 화면의 중앙 부분에 위치하지 않을 경우 위치 제어부(126)는 얼굴 영역이 화면의 중앙 부분에 위치되도록 로봇의 머리 부분에 장착된 영상 촬영 수단의 위치를 조정한 후(S608), S600으로 진행하여 이후 단계를 수행한다.As a result of the determination in S606, when the face area is not located at the center of the screen, the position controller 126 adjusts the position of the image capturing means mounted on the head of the robot so that the face area is located at the center of the screen ( S608), the process proceeds to S600 and the following steps are performed.

한편, S606의 판단 결과, 얼굴 영역이 화면의 중앙 부분에 위치하는 얼굴 검출부(122)는 해당 영상을 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장시킨다(S610).On the other hand, as a result of the determination in S606, the face detector 122 having the face region positioned in the center portion of the screen stores the corresponding image in the registered image collection buffer unit 135 (S610).

이후, 이동 중인 로봇은 자신의 이동 궤도를 실시간으로 수정하기 위해 거리 측정부(124)는 사용자와의 거리를 측정한다(S612). 즉, 로봇의 거리 측정부(124)는 카메라와 같은 구동축을 갖는 초음파 또는 레이저 센서 등의 거리 측정 센서를 통해 검출된 얼굴의 아래 위치(가슴부)에 구동하여 거리 측정 정보를 획득하며, 획득한 거리 측정 정보를 토대로 사용자와 로봇간의 거리를 측정한다. 여기서, 거리 측정부(124)인 거리 측정용 초음파 센서가 장착된 로봇의 예로 도 7에 도시된 바와 같다.Thereafter, the moving robot measures the distance to the user in order to correct his moving trajectory in real time (S612). That is, the distance measuring unit 124 of the robot obtains distance measurement information by driving to a lower position (chest) of the face detected through a distance measuring sensor such as an ultrasonic wave or a laser sensor having a driving shaft such as a camera. The distance between the user and the robot is measured based on the distance measurement information. Here, an example of the robot equipped with the ultrasonic sensor for distance measurement, which is the distance measuring unit 124, is illustrated in FIG. 7.

그리고 나서, 로봇 제어부(128)는 측정된 거리 정보를 토대로 로봇의 이동 궤도를 유지하면서 로봇을 이동시킨다(S614).Then, the robot controller 128 moves the robot while maintaining the movement trajectory of the robot based on the measured distance information (S614).

로봇 제어부(128)는 로봇이 이동한 위치가 최종 위치인지를 판단한 후(S616), S616의 판단 결과 최종 위치에 도달하면, 얼굴 정보 등록부(140)의 구동을 통해 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 단계로 진행(S618)하며, 그렇지 않을 경우 S600으로 진행하여 이후 단계를 수행한다.The robot controller 128 determines whether the robot has moved to the final position (S616), and when the determination result of S616 reaches the final position, generating the initial template of the user by driving the face information register 140. In S618, if not, the process proceeds to S600 to perform subsequent steps.

얼굴 정보 등록부(140)는 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장된 각각의 영상에 대해 정규한 후 특징 부분을 각각 검출하고, 검출된 각각의 특징 부분을 토대로 사용자의 초기 템플릿을 생성하여 데이터베이스(160)에 저장시키는데, 그 구성으로는 얼굴 정규화부(142), 특징 추출부(144) 및 템플릿 생성부(146)를 포함한다.The face information registration unit 140 normalizes each image stored in the registered image collection buffer unit 135 and then detects each feature part, and generates an initial template of the user based on each detected feature part. ), The configuration includes a face normalizer 142, a feature extractor 144, and a template generator 146.

얼굴 정보 등록부(140)가 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장된 각각의 영상 을 이용하여 초기 템플릿을 생성하는 과정에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.A process of generating an initial template by using each image stored in the registered image collection buffer unit 135 by the face information register 140 will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 초기 템플릿 생성 과정을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an initial template generation process according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 저장된 각 영상이 입력되면(S800), 얼굴 정규화부(142)는 영상에 대해 아다부스팅 방법으로 얼굴 검출을 수행한 후 검출된 얼굴 영상을 정규화하기 위해 눈동자의 위치를 검출한다(S802, S804).Referring to FIG. 8, when each image stored in the registered image collection buffer unit 135 is input (S800), the face normalization unit 142 performs face detection by using an ad-boost method on the image and then detects the detected face image. In order to normalize, the position of the pupil is detected (S802 and S804).

얼굴 정규화부(142)는 검출된 양쪽 눈동자의 위치 정보를 이용하여 기울기 보정(rotation)과 크기 보정(scaling)을 수행한 후 양쪽 눈동자를 기준으로 일정 범위를 잘라냄으로서, 검출된 얼굴 영역은 특정 위치에 눈동자가 존재하도록 정렬된다(S806).The face normalizer 142 cuts a predetermined range based on both pupils after performing rotation correction and scaling using the detected position information of both pupils, thereby detecting the detected facial region. The pupil is aligned so that the pupil exists at the position (S806).

그런 다음, 얼굴 정규화부(142)는 정규화된 얼굴 영상이 정확하게 얼굴 영역을 포함하고 있는지를 검증한다(S808). 즉, 얼굴 영상 정규화가 양쪽 눈동자를 기준으로 이루지기 때문에 양쪽 눈동자가 잘못 검출되었을 경우 정규화된 얼굴 영상은 얼굴 영역을 정확하게 포함하지 않게 되어 검증을 통과하지 못한다.Then, the face normalization unit 142 verifies whether the normalized face image accurately includes the face region (S808). That is, since normalization of face images is performed based on both eyes, normalized face images do not correctly include face regions and fail verification when both eyes are incorrectly detected.

S808의 검증 결과, 검증을 통과하는 경우 얼굴 정규화부(142)는 얼굴 영역에 대해 화질을 개선시키는데, 즉 배경의 간섭을 제거하기 위해 획득된 얼굴 영상에 마스크를 씌운 후에 조명의 간섭을 제거하기 위해 마스크 이외의 얼굴 영상 부분에 대하여 히스토그램 평활화를 수행한다(S810).As a result of the verification of S808, when the verification passes, the face normalization unit 142 improves the image quality of the face area, that is, to remove the interference of the light after masking the acquired face image to remove the interference of the background. Histogram smoothing is performed on the face image portions other than the mask (S810).

그리고 나서, 특징 추출부(144)는 설정된 얼굴 영역으로 다중 주성분 분 석(PCA : Principal Component Analysis)을 수행하여 다중 주성분 분석 벡터(multiple PCA vector)를 추출하고, 얼굴 영상의 에지 분포를 분석하여 에지 분포 벡터(edge distribution vector)를 추출함으로서, 해당 얼굴 영역에 대해 특징을 추출한다(S812). Then, the feature extractor 144 extracts a multiple PCA vector by performing Principal Component Analysis (PCA) on the set face region, analyzes the edge distribution of the face image, and performs edge analysis. By extracting an edge distribution vector, a feature is extracted for a corresponding face region (S812).

등록 영상 수집 버퍼부(135)의 저장된 모든 영상에 대하여 S800부터 S812까지 수행하면, 즉 등록 영상 수집 버퍼부(135)에 더 이상의 영상이 존재하지 않을 경우 템플릿 생성부(146)는 각각의 영상에 대한 얼굴 영역의 특징을 결합하여 초기 템플릿을 생성한 후 이를 데이터베이스(160)에 저장시킨다(S814, S816).When all the stored images of the registered image collecting buffer unit 135 are performed from S800 to S812, that is, when there are no more images in the registered image collecting buffer unit 135, the template generating unit 146 may apply to each image. The initial template is generated by combining the features of the face region and stored in the database 160 (S814 and S816).

본 발명에서 제시한 방법을 통해 초기 템플릿 생성 장치를 구현하여, 가정환경에서 총 10명을 대상으로 1370회의 얼굴인식을 수행한 결과. 통상적인 카메라 고정형 등록 모드로 초기 템플릿을 구성한 경우에 78.4%의 인식률을 보였고, 본 발명의 도 2(c)의 등록 모드로 초기 템플릿을 구성한 경우에 92.8%의 우수한 인식률을 얻어 본 발명이 실제 가정용 로봇의 얼굴인식기의 성능을 향상시킬 수 있음이 확인되었다.Implementing the initial template generating device through the method proposed in the present invention, the result of 1370 times face recognition for a total of 10 people in the home environment. The recognition rate was 78.4% when the initial template was configured in the conventional camera fixed registration mode, and the excellent recognition rate of 92.8% was obtained when the initial template was configured in the registration mode of FIG. 2 (c) of the present invention. It has been confirmed that the performance of the robot's face recognizer can be improved.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.It has been described so far limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art. Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로봇에서의 초기 템플릿 생성 장치를 도시한 블록도이며,1 is a block diagram showing an initial template generating device in a robot according to an embodiment of the present invention,

도 2a는 사용자는 고정위치에서 로봇을 바라보고 로봇은 이동하면서 사용자의 얼굴을 등록하는 모드를 설명하기 위한 도면이며, 2A is a view for explaining a mode in which a user looks at a robot in a fixed position and registers a user's face while the robot moves.

도 2b는 사용자는 제자리에서 회전하면서 로봇을 바라보고 로봇은 사용자를 중심으로 회전하면서 사용자의 얼굴을 등록하는 모드를 설명하기 위한 도면이며,2B is a view for explaining a mode in which the user rotates in place and looks at the robot and the robot registers the user's face while rotating about the user.

도 2(c)는 로봇은 제자리에서 회전하고 사용자는 로봇을 중심으로 회전하면서 사용자의 얼굴을 등록하는 모드를 설명하기 위한 도면이며,FIG. 2 (c) is a view for explaining a mode in which the robot rotates in place and the user rotates around the robot to register a face of the user.

도 3은 도 2a의 사용자 등록모드로 획득한 사용자 얼굴영상의 예를 나타내는 도면이며,FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a user face image acquired in the user registration mode of FIG. 2A.

도 4는 도 2b의 사용자 등록모드로 획득한 사용자 얼굴영상의 예를 나타내는 도면이며,4 is a diagram illustrating an example of a user face image acquired in the user registration mode of FIG. 2B.

도 5는 도 2c의 사용자 등록모드로 획득한 사용자 얼굴영상의 예를 나타내는 도면이며,FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a user face image acquired in the user registration mode of FIG. 2C.

도 6은 본 발명의 등록 영상 수집부가 동작하는 과정을 도시한 흐름도이며,6 is a flowchart illustrating a process of operating a registered image collector of the present invention;

도 7은 거리 측정용 초음파 센서가 탑재된 로봇의 예를 나타내는 도면이며,7 is a diagram illustrating an example of a robot equipped with an ultrasonic sensor for distance measurement.

도 8은 본 발명의 얼굴정보 등록부가 동작하여 초기 템플릿을 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a process of generating an initial template by operating the face information register of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 영상 입력부 120 : 등록 영상 수집부100: image input unit 120: registered image collection unit

135 : 등록 영상 수집 버퍼부 140 : 얼굴 정보 등록부135: registration image acquisition buffer 140: face information registration unit

160 : 데이터베이스160: database

Claims (19)

로봇에 장착된 영상 촬영 수단을 이용하여 영상을 획득하는 영상 입력부와,An image input unit which acquires an image using an image photographing means mounted on a robot; 상기 로봇을 회전 이동시키며, 상기 이동 중에 기 설정된 간격으로 상기 영상 입력부로부터 영상을 제공받아 등록 영상을 수집하는 등록 영상 수집부와,A registered image collecting unit which rotates the robot and collects a registered image by receiving an image from the image input unit at a predetermined interval during the movement; 상기 수집된 등록 영상에서 얼굴 영역에 대해 정규한 후 특징 부분을 검출하여 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 얼굴정보 등록부The face information register unit for generating a user's initial template by detecting a feature part after normalizing the face area in the collected registered images. 를 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generation device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 등록 영상 수집부는,The registered image collecting unit, 상기 로봇이 사용자를 중심으로 360도 회전 이동하거나 상기 사용자가 상기 로봇을 중심으로 360도 회전 이동할 경우 상기 사용자 또는 로봇이 제자리에서 상기 로봇 또는 사용자의 회전방향에 맞춰 회전할 때 기 설정된 간격으로 상기 영상 입력부로부터 영상을 제공받는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 장치.When the robot rotates 360 degrees around the user or the user rotates 360 degrees around the robot, the image at a predetermined interval when the user or the robot rotates in position according to the rotation direction of the robot or the user. Initial template generating device characterized in that the image is provided from the input unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 등록 영상 수집부는,The registered image collecting unit, 상기 영상 입력부로부터 영상을 제공받아 상기 사용자의 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출부와,A face detector which receives an image from the image input unit and detects a face area of the user; 상기 검출된 얼굴 영역의 화면 상 위치에 의거하여 상기 영상 촬영 수단의 위치를 제어하는 위치 제어부A position controller which controls the position of the image capturing means based on the detected position on the screen of the face region 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generating device further comprising. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 초기 템플릿 생성 장치는,The initial template generating device, 상기 검출된 얼굴 영역이 화면 상 중앙 위치에 있는 영상이 저장되는 등록 영상 수집 버퍼부를 더 포함하며,The apparatus may further include a registered image collection buffer configured to store an image in which the detected face region is located at a center position on a screen. 상기 얼굴 정보 등록부는, 상기 등록 영상 수집 버퍼부에 저장된 각 영상을 이용하여 초기 템플릿을 생성하는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 장치.And the face information registration unit generates an initial template by using each image stored in the registered image collection buffer unit. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 등록 영상 수집부는, The registered image collecting unit, 상기 얼굴 영역의 위치에 의거하여 구동되어 상기 로봇과 상기 사용자간의 거리를 측정하는 거리 측정부와,A distance measuring unit which is driven based on the position of the face region and measures a distance between the robot and the user; 상기 거리 측정부에서 측정된 거리를 토대로 상기 로봇의 이동을 제어하는 로봇 제어부Robot control unit for controlling the movement of the robot based on the distance measured by the distance measuring unit 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generating device further comprising. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 거리 측정부는,The distance measuring unit, 상기 사용자의 임의의 위치에 구동하여 상기 사용자와 로봇간의 거리를 측정하는 초음파 또는 레이저 센서인 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 장치.And an ultrasonic or laser sensor which is driven at an arbitrary position of the user to measure a distance between the user and the robot. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 얼굴 정보 등록부는,The face information registration unit, 상기 등록 영상 수집부로부터 출력되는 각 영상에서 얼굴 영역에 대해 정규화를 수행하는 얼굴 정규화부와,A face normalizer which normalizes a face area in each image output from the registered image collector; 상기 각각의 정규화된 얼굴 영역을 이용하여 특징을 추출하는 특징 추출부와,A feature extractor which extracts a feature using each normalized face region; 상기 추출된 특징을 결합하여 초기 템플릿을 생성하는 초기 템플릿 생성부Initial template generation unit for generating an initial template by combining the extracted features 를 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generation device comprising a. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 얼굴 정규화부는,The face normalization unit, 상기 얼굴 영역에서 눈동자의 위치를 검출하는 수단과,Means for detecting the position of the pupil in the face region; 상기 검출된 눈동자 위치를 토대로 기울기 보정과 크기 보정을 수행한 후 양쪽 눈동자를 기준으로 일정 범위를 잘라내는 수단과,Means for cutting a predetermined range based on both pupils after performing tilt correction and size correction on the basis of the detected pupil positions; 상기 정규화된 얼굴 영상이 상기 얼굴 영역에 정확히 포함되는지의 여부를 통해 검증하는 수단과,Means for verifying whether or not the normalized face image is correctly included in the face region; 상기 검증된 얼굴 영상에 대해 화질 개선을 실시하는 수단Means for performing image quality improvement on the verified face image 을 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generation device comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 화질 개선을 실시하는 수단은,Means for performing the image quality improvement, 상기 검증된 얼굴 영상에 마스크를 씌운 후에 상기 마스크 이외의 얼굴 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 장치.And a histogram smoothing on the face images other than the mask after applying the mask to the verified face image. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 특징 추출부는,The feature extraction unit, 상기 정규화된 얼굴 영역에 대해 다중 주성분 분석을 실시하여 다중 주성분 분석 벡터를 추출하는 수단과,Means for extracting multiple principal component analysis vectors by performing multiple principal component analysis on the normalized face region; 상기 정규화된 얼굴 영역에서 얼굴 영상의 에지 분포를 분석하여 에지 분포 벡터를 추출하는 수단과,Means for extracting an edge distribution vector by analyzing an edge distribution of a face image in the normalized face region; 상기 에지 분포 벡터 및 다중 주성분 분석 벡터를 이용하여 특징을 추출하는 수단Means for extracting features using the edge distribution vector and multiple principal component analysis vectors 을 포함하는 초기 템플릿 생성 장치.Initial template generation device comprising a. (a) 임의의 위치에서 기 설정된 최종 위치로 로봇을 회전 이동시키면서 상기 로봇의 이동 중 기 설정된 간격으로 상기 로봇에 장착된 영상 촬영 수단을 이용하여 영상을 획득하는 단계와,(a) acquiring an image using image capturing means mounted to the robot at a predetermined interval during the movement of the robot while rotating the robot from an arbitrary position to a preset final position; (b) 상기 획득된 영상에서의 얼굴 영역 검출을 통해 다수의 등록 영상을 수집하는 단계와,(b) collecting a plurality of registered images by detecting a face region in the obtained image; (c) 상기 각각의 등록 영상의 얼굴 영역에 대해 정규화하는 단계와,(c) normalizing the face area of each registered image; (d) 상기 정규화된 얼굴 영역에서의 특징 부분을 검출하고, 상기 검출된 각각의 특징 부분을 토대로 사용자의 초기 템플릿을 생성하는 단계(d) detecting feature portions in the normalized face region and generating an initial template of a user based on each detected feature portion; 를 포함하는 초기 템플릿 생성 방법.Initial template generation method comprising a. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 (a) 단계는,In step (a), 상기 로봇이 사용자를 중심으로 360도 회전 이동하거나 상기 사용자가 상기 로봇을 중심으로 360도 회전 이동할 경우 상기 사용자 또는 로봇이 제자리에서 상기 로봇 또는 사용자의 회전방향에 맞춰 회전할 때 상기 영상 촬영 수단으로부터 영상을 제공받는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 방법.When the robot is rotated 360 degrees around the user or the user is rotated 360 degrees around the robot, when the user or the robot rotates in place to the rotation direction of the robot or the user image from the imaging means Initial template generation method characterized in that the provided. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 (a) 단계는,In step (a), 상기 사용자 중심으로 상기 로봇이 기 설정된 각도만큼 회전 반경을 변경시키면서 이동할 때 기 설정된 간격으로 상기 영상 촬영 수단으로부터 영상을 제공받 는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 방법.And receiving an image from the image capturing means at a predetermined interval when the robot moves while changing the rotation radius by a predetermined angle to the user center. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 (b) 단계는,In step (b), (b-1) 상기 획득한 영상에서 상기 사용자의 얼굴 영역을 검출되는지를 판단하는 단계와,(b-1) determining whether a face region of the user is detected from the acquired image; (b-2) 상기 판단 결과, 상기 얼굴 영역이 검출되지 않을 경우 상기 영상 촬영 수단의 위치를 변경시킨 후 상기 (b-1) 단계로 진행하는 단계와,(b-2) if the face region is not detected as a result of the determination, changing the position of the image capturing means and proceeding to step (b-1); (b-3) 상기 판단 결과, 상기 얼굴 영역이 검출되는 경우 상기 검출된 얼굴 영역이 기 설정된 위치에 있으면 상기 획득한 영상을 등록 영상 수집 버퍼부에 저장하는 단계(b-3) when the face region is detected as a result of the determination, storing the acquired image in the registered image collection buffer unit when the detected face region is in a preset position; 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 방법.Initial template creation method further comprising. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 (b-3) 단계는, 상기 검출된 얼굴 영역이 상기 획득한 영상의 화면 상 중앙 위치에 있는 경우 상기 등록 영상 수집 버퍼부에 저장하는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 방법.In the step (b-3), when the detected face area is located at a center position on the screen of the acquired image, the initial template generation method of the registered image collection buffer unit is stored. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 (b) 단계는,In step (b), (b-4) 상기 등록 영상 수집 버퍼부에 상기 획득한 영상을 저장한 후 상기 사용자와 로봇간의 거리를 측정하는 단계와,(b-4) measuring the distance between the user and the robot after storing the acquired image in the registered image collection buffer unit; (b-5) 상기 측정된 거리를 토대로 상기 로봇을 이동시킨 후 상기 로봇이 기 설정된 최종 위치까지 도달했는지를 판단하는 단계와,(b-5) determining whether the robot has reached a predetermined final position after moving the robot based on the measured distance; 상기 (b-5)의 판단 결과, 상기 로봇이 최종 위치까지 도달하지 않은 경우 상기 (b-1), (b-2), (b-3), (b-4) 및 (b-5)을 수행하는 단계As a result of the determination in (b-5), when the robot does not reach the final position, the (b-1), (b-2), (b-3), (b-4) and (b-5) Steps to perform 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 방법.Initial template creation method further comprising. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 (c) 단계는,In step (c), (c-1) 상기 등록 영상의 얼굴 영역에서 눈동자의 위치를 검출하는 단계와,(c-1) detecting the position of the pupil in the face region of the registered image; (c-2) 상기 검출된 눈동자 위치를 토대로 기울기 보정과 크기 보정을 수행한 후 양쪽 눈동자를 기준으로 일정 범위를 잘라내는 단계와,(c-2) after performing a tilt correction and a size correction based on the detected pupil position, cutting out a predetermined range based on both pupils; (c-3) 상기 정규화된 얼굴 영상이 상기 얼굴 영역에 정확히 포함되는지의 여부를 통해 검증하는 단계와,(c-3) verifying whether the normalized face image is correctly included in the face region; (c-4) 상기 검증된 얼굴 영상의 화질을 개선하는 단계(c-4) improving image quality of the verified face image 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 방법.Initial template creation method further comprising. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 (c-4) 단계는,Step (c-4) is, 상기 검증된 얼굴 영상에 마스크를 씌운 후에 상기 마스크 이외의 얼굴 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하여 상기 화질을 개선하는 것을 특징으로 하는 초기 템플릿 생성 방법.And applying a mask to the verified face image to perform histogram smoothing on the face images other than the mask to improve the image quality. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 (d) 단계는,In step (d), 상기 정규화된 얼굴 영역에 대해 다중 주성분 분석을 실시하여 다중 주성분 분석 벡터를 추출하는 단계와,Performing a multi principal component analysis on the normalized face region to extract a multi principal component analysis vector; 상기 정규화된 얼굴 영역에서 얼굴 영상의 에지 분포를 분석하여 에지 분포 벡터를 추출하는 단계와,Extracting an edge distribution vector by analyzing an edge distribution of a face image in the normalized face region; 상기 에지 분포 벡터 및 다중 주성분 분석 벡터를 이용하여 특징을 추출하는 단계Extracting a feature using the edge distribution vector and the multiple principal component analysis vector; 를 더 포함하는 초기 템플릿 생성 방법.Initial template creation method further comprising.
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