KR101123834B1

KR101123834B1 - 적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치

Info

Publication number: KR101123834B1
Application number: KR1020090044982A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 이명성
Original assignee: 한국인식산업(주)
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2012-03-15
Also published as: KR20100125985A

Abstract

본 발명은 적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사진을 실물크기로 위조하여 카메라에 의한 얼굴인식시스템을 무력화 하는 것을 막기 위해 적외선 가변조명을 활용하여 위조사진인지를 판별하는 방법 및 카메라 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 사진위조 판별방법은 (a) 서로 다른 밝기의 적외선 조명의 투광 하에서 피사체를 각각 2차에 걸쳐 촬영함으로써 1차 및 2차 디지털 원본영상 데이터을 획득하는 단계; (b) 상기 1차 및 2차 원본영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 단계; (c) 상기 차영상 데이터로부터 배경영상 데이터를 추출하는 단계; 및 (d) 상기 차영상 데이터로부터 추출된 배경영상 데이터의 밝기값에 의해 상기 원본영상 데이터의 배경영상의 밝기값의 변경 여부를 파악함으로써 피사체가 실제사람인지 사진인지를 판단하는 단계를 포함하되, 상기(d) 단계는 (d1) 상기 차영상으로부터 추출된 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값을 구하는 단계; (d2) 설정된 오차값을 읽어 들이는 단계; 및 (d2) 상기 차영상으로 부터 추출한 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값이 설정된 오차값 이내인지 여부를 판단함으로써 원본영상의 배경영상 데이터의 밝기값의 변경 여부를 판단한다.

본 발명에 따른 카메라 장치는 적외선을 이용한 디지털 카메라 장치에 있어서, 각각 밝기가 서로 다른 적외선 조명을 1차 및 2차에 걸쳐 피사체에 투광하는 투광부와; 상기 투광부의 투광 타이밍에 상응하여 1차 및 2차 피사체를 촬영하는 촬영부와; 상기 촬영부로부터 얻은 1차 및 2차 영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 차영상 연산부와; 상기 차영상 연산부로부터 얻은 차영상 데이터값에서 배경영상 부분의 데이터를 추출하는 배경영상 추출부; 및 상기 차영상 데이터로부터 추출된 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값을 구하는 단계, 설정된 오차값을 읽어 들이는 단계, 상기 차영상으로 부터 추출한 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값이 설정된 오차값 이내인지 여부를 판단함으로써 원본영상의 배경영상 데이터의 밝기값의 변경 여부를 판단하는 단계를 포함하는 일련의 단계를 통해 피사체가 사람인지 사진인지를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

적외선 카메라, 투광부, 촬영부, 차영상, 배경영상

Description

적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치 {METHOD AND CAMERA DEVICE FOR DETERMINATION OF PHOTOGRAPH CHEATING USING CONTROLLABLE IR LIGHT}

본 발명은 적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사진을 실물크기로 위조하여 카메라에 의한 얼굴인식시스템을 무력화 하는 것을 막기위해 적외선 가변조명을 활용하여 위조사진인지를 판별하는 방법 및 카메라 장치에 관한 것이다.

기존 얼굴인식 출입통제 시스템과 ATM 안면확인 시스템에서 제기되고 있는 문제점 중의 하나는 실제 얼굴이 아닌 타인의 사진을 실물 크기로 인화하여 카메라에 비추어 인식하는 것이다. 따라서 시스템에서는 실제 얼굴인지 사진인지를 판별하는 부가적인 장치가 필요한다. 기존에는 이러한 목적으로 고안된 방법은 조명을 측면에서 비추어 얼굴에 나타나는 입체적인 변화를 측정하여 조사하였지만, 사용자의 눈이 부시거나 인테리어상의 설치 문제가 있어 실용화되기 어려웠다. 또한 대상자로 하여금 눈을 깜박거리게 하여 판별하는 방법도 제안된 바 있었으나, 이 역시 사용자로 하여금 거부감과 불편함을 주는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치는 눈에 보이지 않아 눈부심이 없고, 사용자로 하여금 거부감없이 피사체가 실제 사람인지 위조를 위한 사진인지를 판별하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 (c) 단계는 (c1) 차영상 데이터로부터 눈 또는 얼굴영역을 검출하는 단계; (c2) 상기 검출된 눈 또는 얼굴영역으로 부터 일정한 영역을 지정하는 단계; 및 (c3) 상기 지정된 영역을 제외함으로써 배경영상 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투광부는 하나 또는 다수의 적외선 LED를 포함하되, 인가되는 전류량에 의하여 광량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투광부는 다수의 적외선 LED를 포함하되, 상기 LED의 발광 수에 의하여 광량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배경영상 추출부는 눈 검출부 또는 얼굴검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라 장치는 배경영상 변화의 허용 오차값을 외부에서 설정할 수 있는 레지스터가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 적외선 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치는 적외선을 이용하므로 빛의 투광으로 인한 이용자의 눈부심이 없고 필요이상의 사용자의 행동을 요구할 필요가 없기 때문에 이를 각종 얼굴인식 출입통제 시스템 또는 ATM 안면확인 시스템에 적용할 경우 사용자로 하여금 불편함과 거부감을 없앨 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치의 핵심은 단말기 또는 카메라에 장치된 적외선 조명의 밝기를 다르게 해서 촬영한 두 개의 영상으로 차영상을 구하면 실제 사람이 있는 경우에는 배경의 밝기 차이가 거의 없고, 위조된 사진일 경우 배경부분의 밝기 차이가 난다는 것이다. 이는 투광되는 조명이 근적외선이기 때문에 배경까지 밝게 촬영되지 않기 때문인데 위조된 사진의 경우 사진전체면이 가까이 있기 때문에 조명차에 따른 밝기 변화가 생기기 때문이다.

이하 본 발명에 따른 가변조명을 이용한 사진위조 판별방법 및 카메라 장치 의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도1은 본 발명에 따른 사진위조 판별방법의 일련의 절차를 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 사진위조 판별방법의 일련의 프로세서는 (a) 서로 다른 밝기의 적외선 조명의 투광 하에서 피사체를 각각 2차에 걸쳐 촬영함으로써 1차 및 2차 디지털 원본영상 데이터을 획득하는 단계(S100); (b) 상기 1차 및 2차 원본영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 단계(S200); (c) 상기 차영상 데이터로부터 배경영상 데이터를 추출하는 단계(S300); 및 (d) 상기 차영상 데이터로부터 추출된 배경영상 데이터의 밝기값 에 의해 상기 원본영상 데이터의 배경영상의 밝기값의 변경 여부를 파악함으로써 피사체가 실제 사람인지 사진인지를 판단하는 단계(S400)를 포함하므로 그 판단 결과에 따라 얼굴인식절차(S510)를 거치게 하거나 사진위조에 의한 접근임을 알리는 절차(S520) 등을 수행하도록 할 수 있다.

상기 (a)단계는 일반적으로 밝은 적외선 조명을 투광하는 1차 투광 단계(S110); 1차 영상촬영 단계(S120); 어두운 적외선 조명을 투광하는 2차 투광 단계(S130); 2차 영상촬영 단계(S140);의 절차를 거치거나 반대로 1차 투광단계에서 어두운 적외선 조명을 투광하고 2차 투광 단계에서 밝은 적외선 조명을 투광하는 절차를 거칠 수 있을 것이다.

도2은 본 발명에 따른 사진위조 판별방법 및 카메라 장치에서 구현되는 차영 상 연산결과를 표시한 영상사진이다. A 아래 영상들은 1차 촬영에 의한 영상이고, B 아래 영상들은 2차 촬영에 의한 영상이고, C 아래 영상들은 A 아래 영상과 B 아래 영상 각각의 차영상들이다.

조명의 밝기 차이에 관한 설정은 다양한 방법으로 구현할 수 있으나 예를 들어 설명하면, 레벨을 10단계로 조절가능 하도록 하고, 얼굴의 위치를 검출할 수 있는 범위에서 최대로 밝게 할 수 있는 단계를 8, 최소단계를 2, 그리고 평상시 얼굴을 탐지하는 밝기 레벨을 5라고 할 때, 시스템 동작 초기에는 레벨 5로 작동하게 하고 얼굴이 검출되면 조명 밝기 레벨 8로 출력하여 영상획득하고 이어 조명 밝기 레벨을 2로 출력하고 영상 획득한 후 두 영상의 차 영상을 살펴보면 도2에서 보는 바와 같이 인화된 사진의 경우 얼굴 주위의 배경영역이 실제 사람을 세워 놓고 획득한 영상의 배경영역과 차이를 보인다.

차영상을 연산하는 방식은 이미 공지된 다양한 영상처리 알고리즘을 이용할 수 있을 것이며, 영상에서 어떤 영역의 밝기값을 구하는 방법은 원하는 영역의 모든 픽셀을 더해서 개소 만큼 나누어 주어 평균을 구하는 방법을 이용할 수 있다.

(c) 단계는 (c1)차영상 데이터로부터 눈 또는 얼굴영역을 검출하는 단계; (c2)상기 검출된 눈 또는 얼굴영역으로부터 일정한 영역을 지정하는 단계; 및 (c3)상기 지정된 영역을 제외함으로써 배경영상 데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 눈 또는 얼굴영역을 검출하는 기술은 특허등록 제10-0756047호 특허공보에 개시된 바와 같이 에이다부스트 알고리즘을 이용하거나 기타 공지된 다양한 검출기술을 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 근적외선 조명 투광 방식은 배경부분에 빛이 제대로 투광 되지않아 차영상의 배경영역의 밝기 변화의 미세한 차이를 허용할 수 있는 오차범위를 설정하게 함으로써 판별의 오류를 줄일 수 있을 것이다. 이를 위해 상기 (d) 단계는 (d1) 상기 차영상으로부터 추출된 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값을 구하는 단계;(d2) 설정된 오차값을 읽어 들이는 단계; 및 (d2) 상기 차영상으로부터 추출한 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값이 설정된 오차값 이내인지 여부를 판단함으로써 원본영상의 배경영상 데이터의 밝기값의 변경여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

도3는 본 발명에 따른 사진위조 판별 카메라 장치의 구성도이다..

본 발명에 따른 카메라 장치는 적외선을 이용한 디지털 카메라 장치에 있어서, 각각 밝기가 서로 다른 적외선 조명을 1차 및 2차에 걸쳐 피사체에 투광하는 투광부(100)와 상기 투광부의 투광 타이밍에 상응하여 1차 및 2차 피사체를 촬영하는 촬영부(200)와 상기 촬영부로부터 얻은 1차 및 2차 영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 차영상 연산부(300)와 상기 차영상 연산부로부터 얻은 차영상 데이터 값에서 배경영상 부분의 데이터를 추출하는 배경영상 추출부(400) 및 상기 차영상 데이터로부터 추출된 배경영상 데이터의 밝기값에 의해 상기 원본영상 데이터의 배경영상의 밝기값의 변경 여부를 파악함으로써 피사체가 실제 사람인지 사진인지를 판단하는 판단부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 투광부(100)는 하나 또는 다수의 적외선 LED를 포함할 수 있는데, 바람직하게는 12개 정도의 상용 적외선 LED를 장착해서 사용할 수 있으나. 약 70센티미터 정도 이내의 근거리 피사체를 촬영하기 위함이라면 4개 이상의 상용 적외선 LED를 사용하여도 무방할 것이다.

상기 투광부(100)의 광량 조절은 인가되는 전류량에 의하여 조절하는 방식과 다수의 적외선 LED를 사용할 경우 상기 LED의 발광 수에 의하여 광량을 조절하는 방식을 취할 수도 있다.

상기 배경영상 추출부(400)는 상기 눈 검출 또는 얼굴 검출 기능에 의하여 기준영역을 설정하기 위한 눈 검출부(410) 또는 얼굴 검출부(420)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 장치는 배경영상 변화의 허용 오차값을 외부에서 설 정할 수 있는 레지스터(510)를 더 포함할 수 있는데, 상기 판단부(500)는 레지스터에 설정된 오차값을 읽어와 차영상의 배경영상 데이터의 밝기값이 허용오차 범위 내 인지를 판단함으로써 사진위조 판별기능의 에러율을 줄일 수 있다.

상기 내용은 발명의 구체적인 실시의 목적을 위하여 바람직한 실시예로 표현하였으나 본 발명의 내용은 그 기술사상과 균등범위 내에서 다양하게 변형되어 실시될 수 있을 것이므로 본 발명의 권리범위는 상기 내용에 의해 제한되어 해석되어서는 아니될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 사진위조 판별방법의 일련의 절차를 도시한 블록도.

도2은 본 발명에 따른 사진위조 판별방법 및 카메라 장치에서 구현되는 차영상 연산결과를 표시한 영상사진.

도3는 본 발명에 따른 사진위조 판별 카메라 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 투광부 200: 촬영부

300: 차영상 연산부 400: 배경영상 추출부

410: 눈 검출부 420: 얼굴 검출부

500: 판단부 510: 레지스터

Claims

(a) 서로 다른 밝기의 적외선 조명의 투광 하에서 피사체를 각각 2차에 걸쳐 촬영함으로써 1차 및 2차 디지털 원본영상 데이터을 획득하는 단계;

(b) 상기 1차 및 2차 원본영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 단계;

(c) 상기 차영상 데이터로부터 배경영상 데이터를 추출하는 단계; 및

(d) 상기 차영상 데이터로부터 추출된 배경영상 데이터의 밝기값에 의해 상기 원본영상 데이터의 배경영상의 밝기값의 변경 여부를 파악함으로써 피사체가 실제 사람인지 사진인지를 판단하는 단계를 포함하되,

상기(d) 단계는

(d1) 상기 차영상으로부터 추출된 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값을 구하는 단계;

(d2) 설정된 오차값을 읽어 들이는 단계; 및

(d2) 상기 차영상으로 부터 추출한 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값이 설정된 오차값 이내인지 여부를 판단함으로써 원본영상의 배경영상 데이터의 밝기값의 변경 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사진위조 판별방법
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는

(c1) 차영상 데이터로부터 눈 또는 얼굴영역을 검출하는 단계;

(c2) 상기 검출된 눈 또는 얼굴영역으로부터 일정한 영역을 지정하는 단계; 및

(c3) 상기 지정된 영역을 제외함으로써 배경영상 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사진위조 판별방법.
삭제
각각 밝기가 서로 다른 적외선 조명을 1차 및 2차에 걸쳐 피사체에 투광하는 투광부와;

상기 투광부의 투광 타이밍에 상응하여 1차 및 2차 피사체를 촬영하는 촬영부와;

상기 촬영부로부터 얻은 1차 및 2차 영상 데이터로부터 차영상 데이터를 연산하는 차영상 연산부와;

상기 차영상 연산부로부터 얻은 차영상 데이터값에서 배경영상 부분의 데이터를 추출하는 배경영상 추출부; 및

상기 차영상 데이터로부터 추출된 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값을 구하는 단계, 설정된 오차값을 읽어 들이는 단계, 상기 차영상으로 부터 추출한 특정영역의 배경영상 데이터의 밝기 평균값이 설정된 오차값 이내인지 여부를 판단함으로써 원본영상의 배경영상 데이터의 밝기값의 변경 여부를 판단하는 단계를 포함하는 일련의 단계를 통해 피사체가 사람인지 사진인지를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제4항에 있어서, 상기 투광부는 하나 또는 다수의 적외선 LED를 포함하되, 인가되는 전류량에 의하여 광량을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제4항에 있어서, 상기 투광부는 다수의 적외선 LED를 포함하되, 상기 LED의 발광 수에 의하여 광량을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제4항에 있어서, 상기 배경영상 추출부는 눈 검출부 또는 얼굴검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제4항에 있어서, 상기 카메라 장치는 배경영상 변화의 허용 오차값을 외부에서 설정할 수 있는 레지스터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 카메라 장치.