KR101417811B1 - 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및방법 - Google Patents

디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 방향키의 조작으로 재생 영상 내에서 줌-인 이동이 가능하도록 하는 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및 방법에 관한 것이다. 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치는 디지털 영상 처리기로서, 적어도 하나 이상의 얼굴인식이 수행된 영상으로부터 임의의 선택된 얼굴에 대해 줌-인(zoom-in)을 수행한 후 다른 얼굴이 선택되면, 현재 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 디지털 신호 처리 수단을 포함한다.
Figure R1020070135738
재생영상, 얼굴인식, 윈도우, 줌-인 이동

Description

디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및 방법{Apparatus and method for zoom-in detected face through face detection in digital image processing device}
본 발명은 디지털 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 방향키의 조작으로 재생 영상 내에서 줌-인 이동이 가능하도록 하는 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 영상 처리 장치의 발전으로 그 성능이 점점 더 고 화소화 되고 있다. 그러나 이에 반해 디지털 영상 처리 장치의 크기는 더욱 얇아지고 작아지고 있어, 디스플레이 창을 통해 사용자가 촬영한 영상을 보는데는 한계가 있다. 그래서 모든 디지털 영상 처리 장치는 재생 시에 줌-인(zoom-in) 기능을 제공하는데, 이는 방향키나 다이얼을 이용해야 함으로 고도의 줌-인된 상태에서 화면의 이동이나 원하는 위치로 이동하는데는 번거로움이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 재생 영상의 얼굴인식 후 선택된 얼굴을 줌-인한 상태에서 다른 얼굴 선택 시에 현재 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치는 디지털 영상 처리기로서, 적어도 하나 이상의 얼굴인식이 수행된 영상으로부터 임의의 선택된 얼굴에 대해 줌-인(zoom-in)을 수행한 후 다른 얼굴이 선택되면, 상기 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 디지털 신호 처리 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 디지털 신호 처리 수단은 상기 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴의 개수 및 위치 정보를 검출하는 얼굴인식부; 상기 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시하는 윈도우 생성부; 및 상기 선택된 임의의 한 윈도우 영상에 대해 줌-인을 수행한 후 다른 윈도우가 선택되면, 상기 줌-인 상태로 선택된 윈도우 영상을 줌-인 처리하는 줌-인 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 방법은 디지털 영상 처리기의 동작 방법으로서, (a) 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴의 개수 및 위치 정보를 검출하는 단계; 및 (b) 임의의 선택된 얼굴에 대해 줌-인을 수행한 후 다른 얼굴이 선택되면, 상기 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (a)단계 이후에 상기 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 재생 영상의 얼굴인식 후 선택된 얼굴을 줌-인한 상태에서 다른 얼굴 선택 시에 현재 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 함으로써, 간단한 조작으로 줌-인된 화면의 이동이나 원하는 위치로의 이동이 가능하게 되어 사용자의 편의성을 향상시킨다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 디지털 영상 처리기의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
셔터-릴리즈 버튼(11)은 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히며, 조리개(미도시)와 연동하여 피사체를 적정하게 노출시켜 CCD에 영상을 기록한다.
셔터-릴리즈 버튼(11)은 촬영자 입력에 의해 제1 및 제2 영상 촬영 신호를 생성한다. 반셔터 신호로써의 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)이 입력되면, 디지털 영상 처리 장치는 초점을 잡고 빛의 양을 조절하며, 이때 초점이 맞은 경우 디스플레이부(25)에 녹색 불이 켜지게 된다. 제1 셔터-릴리즈 버튼(11)의 입력으로 초점이 잡히고 빛의 양이 조절되면, 비로소 완전셔터 신호로써의 제2 셔터-릴리즈 버튼(11)을 입력하여 영상을 촬영한다.
전원 버튼(13)은 디지털 영상 처리 장치에 전원을 공급하여 동작시키기 위해 입력된다.
플래시(15)는 어두운 곳에서 촬영할 경우 밝은 빛을 순간적으로 비추어 밝게 해주는 것으로 플래시 모드에는 자동플래시, 강제발광, 발광금지, 적목감소, 슬로우 싱크로 등이 있다.
보조광(17)은 광량이 부족하거나 야간 촬영 시에 디지털 영상 처리 장치가 자동으로 초점을 빠르고 정확하게 잡을 수 있도록 피사체에 광을 공급한다.
렌즈부(19)는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리기의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도로서, 광각-줌 버튼(21w), 망원-줌 버튼(21t), 디스플레이부(23) 및 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 입력 버튼들(B1~B14)(이하 버튼들(B1~B14)이라 표기함)을 구비한다.
광각-줌 버튼(21w) 또는 망원-줌 버튼(21t)은 입력에 따라 화각이 넓어지거나, 화각이 좁아지는데, 특히, 선택된 노출영역의 크기를 변경시키고자 할 때 입력한다. 광각-줌 버튼(21w)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 작아지고, 망원-줌 버튼(21t)이 입력되면, 선택된 노출영역의 크기가 커진다.
버튼들(B1~B14)은 디스플레이부(23)의 가로 열 및 세로 열에 구비된다. 디스플레이부(23)의 가로 열 및 세로 열에 구비된 버튼들(B1~B14)은 터치 센서(도시 되지 않음) 또는 접점식 스위치(도시되지 않음)가 구비되어 있다.
즉, 버튼들(B1~B14)에는 터치 센서가 구비되어 가로 열의 버튼들(B1~B7) 또는 세로 열의 버튼들(B8~B14)을 터치한 상태에서 상/하/좌/우로 이동하여 주 메뉴 항목 중 임의의 값(예를 들어, 컬러 또는 밝기)을 선택하거나, 주 메뉴 아이콘에 포함된 하위메뉴 아이콘을 활성화 시킬 수 있다.
또한 버튼틀(B1~B14)에는 접점식 스위치가 구비되어 있어, 주 메뉴 아이콘 및 하위메뉴 아이콘을 직접 선택하여 해당 기능을 실행시킬 수 있다. 터치 센서는 접점식 스위치 입력에 비해 상대적으로 약한 터치만을 요구하지만, 접점식 스위치 입력은 터치 센서 입력에 비해 상대적으로 강한 터치를 요구한다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 디스플레이부(23), 사용자 입력부(31), 촬상부(33), 영상 처리부(35), 저장부(37) 및 디지털 신호 처리부(39)를 포함한다.
사용자 입력부(31)는 정해진 시간 동안 CCD나 필름을 빛에 노출시키기 위해 열리고 닫히는 셔터 릴리즈 버튼(11), 전원을 공급하기 위해 입력하는 전원 버튼(13), 입력에 따라 화각을 넓어지게 하거나, 화각을 좁아지게 하는 광각-줌 버튼(21w) 및 망원-줌 버튼(21t)과, 문자 입력 또는 메뉴 선택 및 실행을 위해 위해 디스플레이부(23) 주변의 가로 및 세로열에 구비된 터치센서 또는 접점식 스위치가 구비된 버튼들(B1~B14)이 있다.
촬상부(33)는 도면에 도시되지 않은 셔터, 렌즈부, 조리개 및 CCD(Charge Coupled Device) 및 ADC를 포함한다. 셔터는 조리개와 함께 노광하는 빛의 양을 조절하는 기구이다. 렌즈부는 외부 광원으로부터 빛을 받아 영상을 처리한다. 이 때, 조리개는 개폐 정도에 따라 입사되는 빛의 양(광량)을 조절한다. 조리개의 개폐 정도는 디지털 신호 처리부(39)에 의해 제어된다.
CCD는 렌즈부를 통하여 입력되는 광량을 축적하고 그 축적된 광량에 따라 렌즈부에서 촬상된 영상을 수직 동기신호에 맞추어 출력한다. 디지털 영상 처리 장치의 영상 획득은 피사체로부터 반사되어 나오는 빛을 전기적인 신호로 변환시켜 주는 CCD에 의해 이루어진다. CCD를 이용하여 컬러 영상을 얻기 위해서는 컬러 필터를 필요로 하며, 대부분 CFA(Color filter array) 라는 필터(미도시)를 채용하고 있다. CFA는 한 픽셀마다 한 가지 컬러를 나타내는 빛만을 통과시키며 규칙적으로 배열된 구조를 가지고 있으며, 배열 구조에 따라 여러 가지 형태를 가지고 있다. ADC는 CCD로부터 출력되는 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환한다.
영상 처리부(35)는 디지털 변환된 RAW 데이터를 디스플레이 가능하도록 신호처리 한다. 영상 처리부(35)는 온도변화에 만감한 CCD 및 CFA 필터에서 발생하는 암 전류에 의한 블랙레벨(Black level)을 제거한다. 영상 처리부(35)는 인간 시각의 비선형성에 맞추어 정보를 부호화 하는 감마 보정을 수행한다. 영상 처리부(35)는 감마 보정된 소정 데이터의 RGRG라인 및 GBGB 라인으로 구현된 베이어 패턴을 RGB 라인으로 보간하는 CFA 보간을 수행한다. 영상 처리부(35)는 보간된 RGB 신호를 YUV 신호로 변환하고, 고 대역 필터에 의해 Y 신호를 필터링 하여 영상을 뚜렷하게 처리하는 에지 보상과, 표준 컬러 좌표계를 이용하여 U, V 신호의 컬러 값을 정정하는 컬러 정정을 수행하며, 이들의 노이즈를 제거한다. 영상 처리 부(35)는 노이즈가 제거된 Y, U, V 신호를 압축 및 신호 처리하여 JPEG 파일을 생성하고, 생성된 JPEG 파일은 디스플레이부(23)에 디스플레이 되고, 저장부(37)에 저장된다. 이와 같은 영상 처리부(35)의 모든 동작은 디지털 신호 처리부(39)의 제어 하에 동작한다.
디지털 신호 처리부(39)는 적어도 하나 이상의 얼굴인식이 수행된 영상으로부터 임의의 선택된 얼굴에 대해 줌-인을 수행한 후 다른 얼굴이 선택되면, 현재 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이한다.
이를 위해 디지털 신호 처리부(39)는 얼굴 인식부(39-1), 윈도우 생성부(39-2), 줌-인 처리부(39-3) 및 제어부(39-4)를 포함한다.
얼굴 인식부(39-1)는 제어부(39-4)의 제어하에 임의의 재생 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴정보 즉, 얼굴의 크기, 위치 및 방향을 검출한다. 열굴 인식부(39-1)가 얼굴의 크기 검출 시에, 컬러를 기반으로 얼굴 영역을 검출하거나, 에지를 기반으로 얼굴 영역을 검출할 수 있고, 얼굴의 위치 검출 시에, 추출된 얼굴의 중심부와 미리 설정되어 있는 디스플레이부(23) 중심부 사이의 거리로 얼굴 위치를 계산할 수 있으며, 얼굴의 방향 검출 시에, 추출된 얼굴로부터 눈과 입으로 구성된 삼각형 형태로 얼굴 방향을 검출할 수 있다. 이와 같은 얼굴 인식부(39-1)의 얼굴정보 검출에 대한 내용은 이미 공지된 내용이 많으므로 상세한 설명은 생략한다.
얼굴 인식부(39-1)에서 검출된 얼굴의 위치정보는 제어부(39-4)에 저장되고, 제어부(39-4)는 사용자 입력부(31)를 통하여 방향키 즉, 버튼들(B1~B14)의 입력이 수신되면 저장되어 있는 위치정보를 이용하여 얼굴 인식이 된 부분으로 커서를 이동할 수 있다.
윈도우 생성부(39-2)는 제어부(39-4)의 제어하에 얼굴 인식부(39-1)가 검출한 적어도 하나 이상의 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시한다. 도 4a에는 임의의 재생 영상에 대한 얼굴 인식을 통하여 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시한 예가 도시되어 있다.
상기에 개시된 바와 같이 검출된 얼굴의 위치정보는 제어부(39-4)에 저장되고, 제어부(39-4)는 저장되어 있는 위치정보를 이용하여 임의의 윈도우에 커서(401)를 표시한다. 도 4b에는 사용자 입력부(31)를 통하여 버튼들(B1~B14)의 입력이 수신되었을때, 제어부(30-4)가 커서(401)를 이동시킨 예가 도시되어 있다. 이와 같은 버튼들(B1~B14)을 통하여 원하는 얼굴인식 윈도우로 커서(401)를 이동시킬 수 있다.
줌-인 처리부(39-3)는 제어부(39-4)의 제어 하에 선택된 임의의 한 윈도우 영상에 대해 원하는 배율까지 줌-인을 수행하고, 이어서, 다른 윈도우가 선택되면 현재 줌-인 상태로 선택된 윈도우 영상을 줌-인 처리한다.
도 4c는 도 4a의 윈도우 중 임의의 한 윈도우(403)를 선택하고 즉, 커서(401)를 상기 윈도우(403)에 위치시킨 후에 망원-줌 버튼(21t)을 입력하여 현재 커서(401)를 중심으로 해당 윈도우(403)을 줌-인한 예가 도시되어 있다.
줌-인된 상태에서 버튼들(B1~B14)을 입력하면, 다른 윈도우로 이동하는데, 예를 들어, 도 4a에서 다른 윈도우(405)로 이동한다고 가정하면, 디스플레이부(23) 에는 도 4c에서의 줌-인 상태가 적용된 도 4d와 같은 줌-인 상태로 윈도우(405)가 디스플레이 된다.
이와 같은 기능을 이용하여 간단한 버튼들(B1~B14)의 조작으로 간단하게 줌-인 이동이 가능하게 된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 방법을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 방법은 도 3에 도시된 바와 같은 디지털 영상 처리기의 내부에서 수행될 수 있는데, 실시 예에 따라 동작 방법의 주 알고리즘은 기기 내의 주변 구성 요소들의 도움을 받아 디지털 신호 처리부(39) 내부에서 수행될 수 있다.
사용자에 의해 저장부(37)에 저장된 영상이 선택되면, 디지털 신호 처리부(39)는 이를 디스플레이부(23)에 디스플레이 한다(501단계).
디스플레이부(23)에 영상이 재생되면, 디지털 신호 처리부(39)는 재생 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴정보 즉, 얼굴의 크기, 위치 및 방향을 검출한다(503단계). 얼굴인식에 의해 검출된 얼굴의 위치정보는 디지털 신호 처리부(39)에 저장되고, 디지털 신호 처리부(39)는 방향키 즉, 버튼들(B1~B14)의 입력이 수신되면 저장되어 있는 위치정보를 이용하여 얼굴 인식이 된 부분으로 커서를 이동할 수 있다.
얼굴인식이 완료되면, 디지털 신호 처리부(39)는 검출된 적어도 하나 이상의 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시한다(505단계). 도 4a에는 임의의 재생 영상에 대한 얼굴 인식을 통하여 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시한 예가 도시되 어 있다.
버튼들(B1~B14)에 의해 원하는 윈도우가 선택되면, 디지털 신호 처리부(39)는 해당 윈도우에 커서를 위치시켜 활성화 시킨다(507단계). 도 4b에는 사용자 입력부(31)를 통하여 버튼들(B1~B14)의 입력이 수신되었을때, 제어부(30-4)가 커서(401)를 이동시킨 예가 도시되어 있다. 이와 같은 버튼들(B1~B14)을 통하여 원하는 얼굴인식 윈도우로 커서(401)를 이동시킬 수 있다.
활성화된 윈도우에서 망원-줌 버튼(21t)이 입력되면(509단계), 디지털 신호 처리부(39)는 활성화된 윈도우 영상에 대해 원하는 배율까지 줌-인을 수행한다(511단계). 도 4c는 도 4a의 윈도우 중 임의의 한 윈도우(403)를 선택하고 즉, 커서(401)를 상기 윈도우(403)에 위치시킨 후에 망원-줌 버튼(21t)을 입력하여 현재 커서(401)를 중심으로 해당 윈도우(403)을 줌-인한 예가 도시되어 있다.
이어서, 버튼들(B1~B14)의 입력으로 다른 윈도가 선택되면(513단계), 디지털 신호 처리부(39)는 현재 줌-인 상태로 선택된 윈도우 영상을 줌-인 처리하여 디스플레이부(23)에 디스플레이 한다(515단계). 도 4a에서 다른 윈도우(405)로 이동한다고 가정하면, 디스플레이부(23)에는 도 4c에서의 줌-인 상태가 적용된 도 4d와 같은 줌-인 상태로 윈도우(405)가 디스플레이 된다.
도 1은 디지털 영상 처리기의 앞쪽 및 위쪽 외형을 보여주는 사시도 이다.
도 2는 도 1에 도시된 디지털 영상 처리기의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 4는 도 3에서 얼굴인식을 통한 줌-인을 설명하기 위한 재생 영상의 실시 예를 보이는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 영상 처리기에서 얼굴인식을 통한 줌-인 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

Claims (4)

  1. 디지털 영상 처리기로서,
    영상으로부터 얼굴 인식을 수행하여 적어도 하나 이상의 얼굴을 검출하고,
    임의의 선택된 얼굴에 대해 소정 배율로 줌-인(zoom-in)을 수행하여 디스플레이 하며,
    상기 소정 배율로 줌-인이 수행된 상태에서 한 번의 사용자 입력에 기초하여, 다른 얼굴이 선택되면,
    상기 소정 배율로 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 디지털 신호 처리 수단을 포함하는 얼굴인식을 통한 줌-인 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디지털 신호 처리 수단은
    상기 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴의 개수 및 위치 정보를 검출하는 얼굴인식부;
    상기 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시하는 윈도우 생성부; 및
    상기 선택된 임의의 한 윈도우 영상에 대해 줌-인을 수행한 후 다른 윈도우가 선택되면, 상기 줌-인 상태로 선택된 윈도우 영상을 줌-인 처리하는 줌-인 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴인식을 통한 줌-인 장치.
  3. 디지털 영상 처리기의 동작 방법으로서,
    (a) 영상으로부터 적어도 하나 이상의 얼굴의 개수 및 위치 정보를 검출하는 단계; 및
    (b) 임의의 선택된 얼굴에 대해 소정 배율로 줌-인을 수행하여 디스플레이 하는 단계;
    (c) 상기 소정 배율로 줌-인이 수행된 상태에서 한 번의 사용자 입력에 기초하여 다른 얼굴이 선택되면, 상기 줌-인 상태로 선택된 다른 얼굴을 디스플레이 하는 단계를 포함하는 얼굴인식을 통한 줌-인 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 (a)단계 이후에
    상기 검출된 얼굴들에 윈도우를 생성하여 표시하는 것을 특징으로 하는 얼굴인식을 통한 줌-인 방법.
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