KR101621723B1 - 얼굴 인식 기반 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

얼굴 인식 기반 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 얼굴 인식 기반 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈로부터 수신되는 영상에서 얼굴 영역을 도출 추출하고, 상기 얼굴 영역 중 적어도 일부를 보호 영역으로 지정하며, 프라이버시 보호를 위해 상기 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 상기 보호 영역을 가공하고, 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상에 은닉하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치와, 이에 따른 방법 및 이러한 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

Description

얼굴 인식 기반 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Apparatus for processing picture adapted to protect privacy based on face recognition, method thereof and computer recordable medium storing the method}
본 발명은 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 얼굴 인식 기술을 기초로 하는 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
최근 치안 문제는 국내뿐만 아니라 세계적으로 관심이 집중되면서, 보안 시스템은 지역과 사업군을 막론하고 반드시 필요한 요소로 자리 잡고 있다. 하지만, 이처럼 네트워크를 통한 영상감시 서비스의 중요성이 증가하고 영상감시 시스템이 적용되는 지역이 늘어남에 따라 영상감시 시스템의 보안에 대한 관심도 높아지고 있다. 영상감시 시스템이 IP 환경으로 진화됨에 따라 인터넷에서 문제가 되던 해킹기술을 그대로 사용할 수 있어 보안기능의 중요성이 부각되었으며 특히, 불특정 다수를 대상으로 영상을 수집하는 과정에서 발생할 수 있는 사생활 침해문제는 다른 IT 시스템에 비해 더욱 심각한 문제로 지적되고 있다. 특히, 국내의 CCTV의 사회적인 인식도 자료에 따르면 CCTV 설치로 인한 30% ~ 40% 정도 범죄율 감소 효과는 있으나 합법적/불법적 CCTV에 의한 무분별한 영상 감시로 인해 사생활 침해 및 인권 침해 등의 개인 프라이버시 침해가 또 다른 사회적 문제로 대두되고 있다.
한국공개특허 제2006-0098815호 2006년 09월 19일 공개 (명칭: 감시카메라 및 감시카메라의 프라이버시 보호방법)
본 발명의 목적은 얼굴 인식 기술을 기반으로 하여 프라이버시 보호를 위해 영상에서 개인의 얼굴의 신원을 식별할 수 없도록 가공 하고, 유효한 사용자에게만 가공된 영상을 복원하여 얼굴의 신원을 식별할 수 있도록 하는 영상 처리 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 장치는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈로부터 수신되는 영상에서 얼굴 영역을 도출 추출하고, 상기 얼굴 영역 중 적어도 일부를 보호 영역으로 지정하며, 프라이버시 보호를 위해 상기 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 상기 보호 영역을 가공하고, 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상에 은닉하는 제어 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈은 히스토그램 이동 기법에 따라 상기 영상의 최대값의 빈도수에 따라 은닉 가능한 데이터의 양을 도출하며, 상기 얼굴 영역 중 기 설정된 기본 보호 영역을 도출하고, 상기 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하도록 기본 보호 영역을 선형적으로 확장하여 보호 영역으로 지정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈은 보호 영역으로 지정된 부분만을 스크램블링을 통해 가공하고, 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상의 히스토그램의 최대값 위치에 은닉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈은 영상의 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 이용하여 상기 보호 영역의 위치 정보를 도출하고, 상기 보호 영역의 위치 정보에 상응하는 영역을 디스크램블링하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 방법은 입력된 영상에서 얼굴 영역을 도출하는 단계와, 상기 얼굴 영역 중 적어도 일부를 보호 영역으로 지정하는 단계와, 프라이버시 보호를 위해 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 상기 보호 영역을 가공하는 단계와, 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상에 은닉하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 지정하는 단계는 히스토그램 이동 기법에 따라 상기 영상의 최대값의 빈도수에 따라 은닉 가능한 데이터의 양을 도출하는 단계와, 상기 얼굴 영역 중 기 설정된 기본 보호 영역을 도출하는 단계와, 상기 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하도록 기본 보호 영역을 선형적으로 확장하여 보호 영역으로 지정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 가공하는 단계는 상기 보호 영역으로 지정된 부분만을 스크램블링을 통해 가공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 은닉하는 단계는 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상의 히스토그램의 최대값 위치에 은닉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법은 영상의 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 이용하여 상기 보호 영역의 위치 정보를 도출하는 단계와, 상기 보호 영역의 위치 정보에 상응하는 영역을 디스크램블링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 영상에서 프라이버시 정보가 포함된 영역을 가공하여 유효한 권한이 없는 사용자로부터 프라이버시를 보호할 수 있다. 특히, 히스토그램 이동 기법에 따라 복원에 필요한 정보를 영상 내에 은닉하기 때문에 보안 레벨이 높으며, 영상에 은닉할 수 있는 데이터의 양에 따라 보호 영역을 선형적으로 증감하여 설정할 수 있기 때문에, 은닉할 수 있는 데이터의 양이 적은 경우이더라도 효율적으로 보호되어야 하는 프라이버시 정보를 은닉할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 CCTV 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 차량용 블랙박스 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 영역을 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치는 다양한 시스템에 적용될 수 있다. 이와 같이, 영상 처리 장치가 적용되는 다양한 시스템의 예에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 CCTV 시스템을 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 CCTV 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 보인 바와 같이, CCTV 시스템은 기본적으로, 복수의 카메라 모듈(200)과, 이러한 복수의 카메라 모듈(200)을 제어하고 관리하기 위한 서비스 서버(300)를 포함한다. 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상은 서비스 서버(300)에 제공된다. 사용자 장치(500)는 서비스 서버(300)에 네트워크를 통해 접속하여 영상을 수신하고, 수신된 영상을 사용자 장치(500)에 표시할 수 있다.
여기서, 사용자 장치(500)는 예컨대, 스마트폰, 태블릿 장치, 패블릿 장치, PDA, 노트북, PC 등이 될 수 있다. 사용자 장치(500)는 이동통신 네트워크에 접속하여 게이트웨이(400)를 거쳐 IP 네트워크를 통해 서비스 서버(300)와 통신할 수 있다. 혹은 사용자 장치(500)는 직접 IP 네트워크에 접속하여 IP 네트워크를 통해 서비스 서버(300)와 통신할 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 영상 처리 장치(100)는 서비스 서버(300) 및 사용자 장치(500)에 포함될 수 있다. 서비스 서버(300)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상을 수신하면, 수신된 영상을 가공하여 프라이버시를 보호한다. 이에 따라, 유효한 권한을 가지지 않은 사용자가 해당 영상의 원본을 열람할 수 없도록 한다. 또한, 사용자 장치(500)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 유효한 사용자가 영상의 원본을 요청할 때, 가공된 영상을 영상의 원본으로 복원한다. 이에 따라, 유효한 권한을 가진 사용자가 해당 영상의 원본을 열람할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 차량용 블랙박스 시스템을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 차량용 블랙박스 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 보인 바와 같이, 블랙박스(600)는 카메라 모듈(200) 및 영상 처리 장치(100)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 영상 처리 장치(100)는 블랙박스(600)에 포함될 수 있다. 블랙박스(600)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상을 수신하면, 수신된 영상을 가공하여 프라이버시를 보호한다. 이에 따라, 유효한 권한을 가지지 않은 사용자가 해당 영상의 원본을 열람할 수 없도록 한다. 또한, 블랙박스(600)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 유효한 사용자가 영상의 원본을 요청할 때, 가공된 영상을 영상의 원본으로 복원한다. 이에 따라, 유효한 권한을 가진 사용자가 해당 영상의 원본을 열람할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치는 CCTV 시스템, 차량용 블랙박스 시스템 등에 적용될 수 있다. 도 1 및 2에서 설명된 CCTV 시스템 및 차량용 블랙박스 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용되는 대표적인 예이며, 그 밖에도 프라이버시 정보를 포함하는 영상을 다루는 다양한 시스템, 장치, 모듈 등에 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용될 수 있을 것이다.
그러면, 보다 상세하게 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치(100)에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 영상 처리 장치(100)는 기본적으로, 제어 모듈(110) 및 저장 모듈(120)을 포함한다. 그 밖에 영상 처리 장치(100)는 입력 모듈(130) 및 표시 모듈(140)을 더 포함할 수 있다. 카메라 모듈(200)은 그 구현의 태양에 따라 선택적으로 영상 처리 장치(100)와 같은 장치에 포함되거나, 다른 장치에 구현될 수 있다.
영상 처리 장치(100)는 기본적으로 카메라 모듈(200)로부터 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상을 수신하여, 이를 가공한다. 카메라 모듈(200)은 영상을 촬영하기 위한 것이다. 이러한 카메라 모듈(200)은 렌즈, 액추에이터, 필터, 이미지센서 및 이미지 프로세서(ISP, Image Signal Processor)로 구성될 수 있다. 또한, 카메라 모듈(200)은 자동초점(AF, Auto Focus) 및/또는 떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 드라이버 등을 통해 액추에이터를 제어하여 자동초점(AF) 및/또는 떨림 보정(OIS)을 수행할 수 있다. 카메라 모듈(200)의 촬영 범위 내의 영상을 촬영하여 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치(100)에 제공한다. 이러한 카메라 모듈(200)은 도 1에서 설명된 CCTV 시스템에서와 같이, 영상 처리 장치(100)와 네트워크를 통해 연결되거나, 도 2에 설명된 차량용 블랙박스 시스템에서와 같이, 영상 처리 장치(100)와 하나의 장치에 구현될 수 있다.
제어 모듈(110)은 영상 처리 장치(100)의 전반적인 동작 및 영상 처리 장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(190)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다.
제어 모듈(110)은 본 발명의 실시예에 따라 카메라 모듈(200)로부터 입력되는 영상에서 얼굴 영역의 적어도 일부를 가공하여 프라이버시 정보를 유효한 권한을 가지지 않은 사용자가 인식할 수 없도록 한다. 또한, 제어 모듈(110)은 유효한 인증을 얻은 사용자가 프라이버시 정보를 인식할 수 있도록 가공된 영상을 원본으로 복원할 수 있다. 이러한 제어 모듈(110)의 동작은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
저장 모듈(120)은 영상 처리 장치(100)의 동작에 필요한 각 종 데이터, 영상 처리 장치(100)의 동작에 따라 발생된 각 종 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 예컨대, 이러한 데이터는 영상 처리 장치(100)가 가공한 영상 및 가공한 영상을 복원하기 위해 필요한 정보 등을 포함할 수 있다. 저장 모듈(120)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.
입력 모듈(130)은 영상 처리 장치(100)의 제어 모듈(110)에 원본 영상을 요청하거나, 영상 처리 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어 모듈(110)에 전달한다. 입력 모듈(130)은 전원 on/off를 위한 전원 키, 문자 키, 숫자 키, 방향키 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 입력 모듈(130)은 영상 처리 장치(100)가 CCTV 시스템으로 구현되어 있는 경우, 사용자 장치(500)의 입력 장치가 될 수 있다. 혹은, 입력 모듈(130)은 영상 처리 장치(100)가 차량용 블랙박스 시스템으로 구현되어 있는 경우, 블랙박스(600)의 입력 장치가 될 수 있다. 입력 모듈(130)의 기능은 표시 모듈(140)에서 이루어질 수 있으며, 표시 모듈(140)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력 모듈(130)은 생략될 수도 있다.
표시 모듈(140)은 영상 처리 장치(100)의 제어 모듈(110)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시한다. 또한, 표시 모듈(140)은 영상 처리 장치(100)의 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 이러한 표시 모듈(140)은 영상 처리 장치(100)가 CCTV 시스템으로 구현되어 있는 경우, 사용자 장치(500)의 표시 장치가 될 수 있다. 혹은, 표시 모듈(140)은 영상 처리 장치(100)가 차량용 블랙박스 시스템으로 구현되어 있는 경우, 블랙박스(600)의 표시 장치가 될 수 있다. 표시 모듈(140)이 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력 모듈(130) 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시 모듈(140)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법은 영상의 적어도 일부, 즉, 프라이버시 보호가 필요한 영역을 가공하여 저장한다. 이러한 가공에 따라 인증을 얻지 못한 사용자는 원본 영상을 열람할 수 없다. 반면, 인증을 통해 열람 권한을 획득한 사용자는 영상에서 프라이버시 보호가 필요한 영역을 포함하여 원본 영상을 열람할 수 있다.
그러면, 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법 중 프라이버시 보호를 위하여 영상을 가공하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 화면 예이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어 모듈(110)은 S110 단계에서 카메라 모듈(200)로부터 영상을 지속적으로 입력받는다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서 입력되는 영상은 CCTV 시스템에서 유선 혹은 무선의 네트워크를 통해 연결된 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상이거나, 차량용 블랙박스 시스템에서 카메라 모듈(200)이 촬영한 영상이 될 수 있다.
본 발명은 입력되는 영상에서 인물이 존재하는 경우 그 인물이 가지는 프라이버시 정보, 즉, 인물의 신원을 유효한 권한을 가지지 않은 타인이 인식할 수 없도록 가공하여 프라이버시를 보호하기 위한 것이다. 이를 위하여, 먼저 입력되는 영상에서 얼굴 영역을 식별해야 한다. 따라서 제어 모듈(110)은 S120 단계에서 입력되는 영상에서 얼굴 영역을 특정 한다. 이때, 저장 모듈(120)은 다양한 사용자의 얼굴의 형태, 다양한 사용자의 얼굴의 색 등의 기초 데이터를 저장하며, 제어 모듈(110)은 이러한 얼굴의 형태 및 얼굴의 색에 따라 영상에서 얼굴 부분을 특정할 수 있다. 예컨대, 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 인물이 포함된 영상의 화면 예를 도시한다. 제어 모듈(110)은 도 4a와 같은 인물이 포함된 영상에서 특정 인물의 얼굴 영역(10)을 특정한다. 또한, 대안적인 실시예로, 아다부스트(Adaboost) 방법을 이용하여 얼굴 영역(10)을 다른 영역과 다르게 분류하여 얼굴 영역(10)을 특정할 수 있다.
얼굴 영역(10)이 특정되면, 제어 모듈(110)은 프라이버시 보호를 위해 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 하는 보호 영역을 지정해야 한다. 보호 영역은 얼굴 영역(10)의 적어도 일부가 된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 보호 영역은 히스토그램 이동(histogram shifting) 기법의 한계로 인해 축소되거나, 확장될 수 있다. 히스토그램 이동 기법은 은닉하고자 하는 데이터를 은닉하는 영상에서 픽셀 빈도수를 나타내는 히스토그램의 최대값(peak point) 및 최소값(zero point) 위치를 찾아 최대값 및 최소값의 위치에 은닉하고자 하는 데이터를 삽입한다. 하지만, 이러한 히스토그램 이동 기법은 은닉하고자 하는 데이터의 양이 최대값의 빈도수에 의해 한정된다. 따라서 제어 모듈(110)은 S130 단계에서 얼굴 영역(10)을 제외한 영상에서, 영상 히스토그램의 최대값의 빈도수에 따라 은닉 가능한 데이터의 양을 구한다.
얼굴에서 프라이버시 정보는 사람의 외모를 타인과 구분 짖는 눈, 코, 입, 귀 등이 될 수 있다. 이러한 프라이버시 정보는 시각적인 정보이며, 시각적인 정보는 이미지의 크기에 비례하여 정보의 양이 증가한다. 본 발명은 영상에서 프라이버시 정보가 존재하는 영역, 즉, 보호 영역을 가공하여 타인이 식별할 수 없도록 하며, 가공된 영역(보호 영역)의 위치 정보를 원본 영상에 은닉할 것이다. 이때, 이러한 위치 정보는 보호 영역의 픽셀 좌표 값이며, 이러한 위치 정보 또한 보호 영역의 크기에 비례하여 증가한다. 따라서 보호 영역이 증가할수록 은닉하고자 하는 데이터(위치 정보) 또한 증가한다. 하지만, 앞서 설명된 바와 같이 은닉 가능한 데이터의 양은 한정되어 있다. 따라서 은닉 가능한 데이터의 양에 따라 얼굴 영역(10) 중 일부만을 보호 영역으로 지정해야 할 수 있다. 이를 위하여, 제어 모듈(110)은 S140 단계에서 얼굴 영역(10)에서 기본 보호 영역을 지정하고, S150 단계에서 앞서(S130) 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하는 한도에서 기본 보호 영역을 증가시켜 보호 영역으로 지정한다. S140 단계 및 S150 단계에서 대해서 보다 상세하게 설명하면, 기본 보호 영역은 프라이버시 정보가 타인에게 노출되지 않도록 보호되어야 하는 최소한의 영역이다. 도 4b는 도 4a에서 인물의 얼굴 부분이 포함된 영역만을 확대한 화면 예이다. 도 4b에 보인 바와 같이, 기본 보호 영역은 얼굴 중 두 눈을 모두 가리는 영역(11)이 될 수 있다. 얼굴에서 프라이버시 정보 중 코, 입, 귀 등을 가리는 것에 비해 눈을 가릴 경우 해당 인물의 신원, 즉, 프라이버시 정보를 가장 효과적으로 감출 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 얼굴 영역(10)에서 두 눈을 모두 가리는 영역(11)을 기본 보호 영역으로 설정할 수 있다. 즉, 기본 보호 영역은 프라이버시 정보를 보호하기 위한 최소 단위라고 할 수 있다. 이와 같이, 기본 보호 영역만을 가린다면, 프라이버시 보호를 위해 신원 노출은 어느 정도 방지할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 얼굴 영역(10) 중 더 많은 영역을 가릴수록 신원 확인이 더 어렵기 때문에 앞서(S130) 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하는 한도에서 기본 보호 영역으로부터 그 영역을 선형적으로 증가시켜 보호 영역으로 지정한다. 즉, 제어 모듈(110)은 도 4b에 보인 바와 같이 얼굴 영역(10)에서 두 눈을 모두 가리는 영역(11)을 기본 보호 영역으로 하되, 도 4c에 보인 바와 같이 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하는 선에서 확장된 영역(12)을 보호 영역으로 지정할 수 있다.
보호 영역이 지정되면, 제어 모듈(110)은 보호 영역을 가공한다. 이러한 가공은 스크램블링을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 제어 모듈(110)은 S160 단계에서 기 설정된 스크램블링 규칙에 따라 보호 영역을 스크램블링한다. 여기서, 스크램블링은 영상의 모든 영역을 스크램블링하는 것이 아니라, 얼굴 영역(10) 중 보호 영역으로 지정된 영역만을 스크램블링한다. 도 4d 및 도 4e는 얼굴 영역(10) 중 일부 영역(13, 14)이 보호 영역으로 지정되었으며, 보호 영역으로 지정된 영역(13, 14)이 스크램블링된 영상의 화면 예이다.
도 4d 혹은 도 4e와 같이, 스크램블링이 완료되면, 제어 모듈(110)은 S170 단계에서 히스토그램 이동 기법에 따라 그 스크램블링된 영역(보호 영역)에 대한 위치 정보를 도 4d 혹은 도 4e와 같은 영상의 히스토그램의 최대값과 최소값 위치에 은닉한다. 본 발명의 실시예에 따르면 스크램블링은 영상의 일부, 얼굴 영역(10)의 일부인 보호 영역만을 대상으로 스크램블링한다. 따라서 스크램블링된 위치 정보를 알 수 없다면, 스크램블링된 알고리즘을 알고 디스크램블링하는 경우에도 원본을 복원할 수 없다. 따라서 스크램블링된 영역에 대한 위치 정보는 디스크램블링시 반드시 필요한 정보이다.
S170 단계에서 대해 보다 상세하게 설명하면, 제어 모듈(110)은 먼저 얼굴 영역(10)을 제외한 영상의 히스토그램에서 최대값과 최소값의 위치를 찾는다. 여기서, 히스토그램은 픽셀 빈도수를 나타낸다. 그런 다음, 제어 모듈(110)은 스크램블링된 영역에 대한 위치 정보를 이진수로 표현한다. 이어서, 제어 모듈(110)은 최대값과 최소값 사이의 픽셀들은 최소값 방향으로 한 픽셀씩 이동시킨다. 그런 다음, 제어 모듈(110)은 스크램블링된 영역에 대한 위치 정보를 표현하는 이진수의 각 자리의 수가 1이면 최대값 픽셀을 한 픽셀 이동시키고, 0이면 최대값 픽셀을 그대로 유지하는 방식으로 스크램블링된 영역에 대한 위치 정보(보호 영역의 위치 정보)를 도 4d 혹은 도 4e와 같은 영상에 은닉한다. 이어서, 제어 모듈(110)은 S180 단계에서 보호 영역의 위치 정보가 은닉된 영상과 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 매핑하여 저장 모듈(120)에 저장한다.
한편, 앞서 S140 단계 및 S150 단계에서 설명된 실시예에 따르면, 보호 영역은 기본 보호 영역으로부터 S130 단계에서 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족시키는 한도에서 그 영역을 확장시켜 지정되었다. 이러한 실시예에 대한 대안으로 얼굴 영역 중 프라이버시 정보를 가지는 복수의 영역을 구분하고, 도출된 은닉 가능한 데이터의 양에 따라 구분된 영역 중 일부를 보호 영역으로 지정하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 영역을 지정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보호 영역을 지정하기 위해, 제어 모듈(110)은 얼굴 영역(10)을 프라이버시 정보를 가지는 복수의 영역으로 구분한다. 예컨대, 얼굴에서 프라이버시 정보를 제공하는 영역은 눈, 코, 입, 등이 될 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(110)은 도 6b에 보인 바와 같이, 얼굴 영역(10)으로부터 눈 부분(21), 코 부분(22) 및 입 부분(23)을 특정할 수 있다. 그리고 제어 모듈(110)은 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하도록 특정된 영역 중 일부 영역을 보호 영역으로 지정할 수 있다.
특히, 제어 모듈(110)은 구분된 영역의 프라이버시 정보의 중요도에 따라 우선순위를 부여하며, 그 우선순위에 따라 보호 영역을 지정할 수 있다. 즉, 제어 모듈(110)은 미리 결정된 우선순위에 따라 은닉 가능한 데이터의 양에 맞춰 우선순위가 높은 순으로 보호 영역으로 지정할 수 있다. 예컨대, 도 6a에 보인 바와 같이, 얼굴 영역(10)에서 프라이버시 정보를 제공하는 영역으로 구분된 영역은 눈 부분(21), 코 부분(22) 및 입 부분(23)이 될 수 있다. 우선순위는 눈 부분(21), 입 부분(23) 및 코 부분(22) 순서라고 가정한다. 따라서 제어 모듈(110)은 우선순위에 따라 눈 부분(21), 입 부분(23) 및 코 부분(22) 각각의 위치 정보의 데이터의 양을 구하고, 은닉 가능한 데이터의 양에 맞춰 보호 영역을 지정한다. 예컨대, 은닉 가능한 데이터의 양이 눈 부분(21) 및 입 부분(23)의 위치 정보를 은닉할 수 있는 양이지만, 눈 부분(21), 입 부분(23) 및 코 부분(22) 모두의 위치 정보를 은닉하기에는 부족하다고 가정하자. 그러면, 제어 모듈(110)은 우선순위에 따라, 눈 부분(21) 및 입 부분(23)만을 보호 영역으로 지정한다. 한편, 보호 영역이 지정되면, 지정된 보호 영역만을 스크램블링한다. 눈 부분(21) 및 입 부분(23)만을 보호 영역으로 지정하고, 눈 부분(21) 및 입 부분(23)만을 스크램블링한 화면 예가 도 6b에 도시되었다. 이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구해진 은닉 가능한 데이터의 양에 따라 최대한의 영역을 보호 영역으로 지정하고, 프라이버시를 보호할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법 중 프라이버시 보호를 위하여 가공된 영상을 복원하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프라이버시 보호를 위한 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4e 및 도 7을 참조하면, 영상 처리 장치(100)의 사용자는 특정 영상에 대해 복원을 요청할 수 있다. 복원이 요청되는 영상은 앞서 도 5 혹은 도 6에서 설명된 바와 같은 방법에 따라 가공되어 저장 모듈(120)에 저장된 영상이다. 영상을 복원하는 절차 이전에, 유효한 사용자를 검증하기 위하여, 인증 절차가 수행될 수 있다. 여기서, 인증은 시스템에 따라 다양한 절차에 따라 이루어질 수 있으며, 그 상세한 설명은 요지를 명확하게 하기 위하여 생략한다. 인증 절차에 따라 인증에 성공하였다고 가정한다. 그러면, 영상 처리 장치(100)는 유효한 권한을 획득할 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(110)은 S210 단계에서 영상을 복원하는 데에 필요한 정보를 획득할 수 있다. 이러한 정보는 예컨대, 히스토그램 이동 기법에 따라 은닉된 데이터를 추출하기 위한 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 포함한다.
일예로, CCTV 시스템의 경우, 서비스 서버(300)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 저장 모듈(120)에 영상과 그 영상에서 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 매핑하여 저장할 수 있다. 영상 처리 장치(100)를 포함하는 사용자 장치(500)가 서비스 서버(300)에 대해 인증을 획득하면, 서비스 서버(300)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 영상에서 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 사용자 장치(500)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 사용자 장치(500)에 포함된 영상 처리 장치(100)의 제어 모듈(110)은 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 얻을 수 있다.
다른 예로, 차량용 블랙박스 시스템의 경우, 블랙박스(600)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 저장 모듈(120)에 영상과 그 영상에서 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 매핑하여 저장할 수 있다. 블랙박스(600)의 사용자가 블랙박스(600)에 대해 인증을 획득하면, 블랙박스(600)에 포함된 영상 처리 장치(100)는 저장 모듈(120)에 저장된 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 제어 모듈(110)에 로드할 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(110)은 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 얻을 수 있다.
다음으로, 제어 모듈(110)은 S220 단계에서 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 이용하여 영상으로부터 보호 영역의 위치 정보를 추출한다. 즉, 도 4d 혹은 도 4e와 같은 보호 영역이 가공된(스크램블링된) 영상에서 보호 영역의 위치 정보를 도출한다. 이러한 도출 과정은 영상 히스토그램의 최대값과 최소값 위치가 주어지면, 최대값 위치를 기준으로 최소값 방향으로 이웃한 픽셀들의 정보를 확인하여 데이터를 추출하고, 최소값에 있었던 픽셀들을 원래대로 이동시킴으로써 이루어진다.
여전히, 도 4d 혹은 도 4e에 도시된 바와 같이 보호 영역은 프라이버시 보호를 위해 보호 영역이 스크램블링된 상태이다. 따라서 보호 영역의 프라이버시 정보는 식별되지 않는다. 따라서 제어 모듈(110)은 S230 단계에서 보호 영역의 위치 정보에 상응하는 영역을 스크램블링 규칙에 따라 디스크램블링하여 원본 영상으로 복원한다. 즉, 도 4d의 도면부호 13 혹은 도 4e의 도면 부호 14와 같은 보호 영역이 디스크램블링되어 원본으로 영상이 복원한다. 앞서 스크램블링은 보호 영역만의 이미지를 이용하여 스크램블링되었기 때문에 스크램블링된 영역의 위치 정보를 알 수 없다면, 스크램블링 규칙을 알고 있다고 하더라도 디스크램블링을 통해 원본 영상을 복원할 수 없다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 인증을 통해 히스토그램 이동 기법에 따른 최대값 및 최소값의 위치 정보를 얻고, 그로부터 보호 영역의 위치 정보를 얻은 후에야 비로소 완벽하게 영상을 원본으로 복원할 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(110)은 S240 단계에서 원본으로 복원된 영상을 표시 모듈(140)을 통해 표시할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 영상에서 프라이버시 정보가 포함된 영역을 가공하여 유효한 권한이 없는 사용자로부터 프라이버시를 보호할 수 있다. 특히, 본 발명은 프라이버시 보호를 위한 보호 영역 자체를 영상에 은닉하는 것이 아니라, 보호 영역을 스크램블링하여, 그 보호 영역을 식별할 수 없도록 한다. 보호 영역을 원본으로 복원하기 위해서는 스크램블링 규칙도 알아야 하지만, 실제 스크램블링된 영역의 정확한 위치, 즉, 보호 영역의 위치를 알 수 있는 경우에만 복원이 가능하다. 즉, 보호 영역의 위치 정보인 보호 영역(스크램블링된 영역)의 픽셀 좌표값을 알아야 한다. 이에 따라, 본 발명은 보호 영역의 위치 정보를 영상 내에 은닉한다. 이러한 본 발명은 프라이버시 보호를 위한 보호 영역 자체를 영상에 은닉하는 방식에 비해 은닉하는 데이터의 양이 줄어들면서도 보안 레벨은 더욱 올라간다. 더욱이, 단순히 보호 영역을 스크램블링하는 기법에 비해서도 보안 레벨이 올라간다. 게다가, 영상에 은닉할 수 있는 데이터의 양에 따라 보호 영역을 선택적으로 증감하여 설정할 수 있다. 따라서 영상에 따라 결정되는 은닉 가능한 데이터의 양을 만족시키면서도 프라이버시를 충분히 보호할 수 있기 때문에, 영상의 종류에 따라 효율적인 보안 기법을 제시한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100: 영상 처리 장치 110: 제어 모듈
120: 저장 모듈 130: 입력 모듈
140: 표시 모듈 200: 카메라 모듈
300: 서비스 서버 400: 게이트웨이
500: 사용자 장치 600: 블랙박스

Claims (6)

  1. 카메라 모듈; 및
    상기 카메라 모듈로부터 수신되는 영상에서 얼굴 영역을 특정하고, 히스토그램 이동 기법에 따라 상기 영상의 최대값의 빈도수에 상응하는 은닉 가능한 데이터의 양을 도출하며, 상기 얼굴 영역 중 기 설정된 기본 보호 영역을 도출하고, 상기 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하도록 기본 보호 영역을 선형적으로 확장하여 상기 얼굴 영역 중 적어도 일부를 보호 영역으로 지정하며, 프라이버시 보호를 위해 상기 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 상기 보호 영역을 가공하고, 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상에 은닉하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
  2. 입력된 영상에서 얼굴 영역을 특정하는 단계;
    히스토그램 이동 기법에 따라 상기 영상의 최대값의 빈도수에 상응하는 은닉 가능한 데이터의 양을 도출하고, 상기 얼굴 영역 중 기 설정된 기본 보호 영역을 도출하며, 상기 도출된 은닉 가능한 데이터의 양을 만족하도록 기본 보호 영역을 선형적으로 확장하여 상기 얼굴 영역 중 적어도 일부를 보호 영역으로 지정하는 단계;
    프라이버시 보호를 위해 영상이 제공하는 프라이버시 정보를 식별할 수 없도록 상기 보호 영역을 가공하는 단계; 및
    상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상에 은닉하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가공하는 단계는 상기 보호 영역으로 지정된 부분만을 스크램블링을 통해 가공하는 것을 특징으로 하며,
    상기 은닉하는 단계는 상기 가공된 보호 영역의 위치 정보를 상기 영상의 히스토그램의 최대값 위치에 은닉하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    영상의 히스토그램의 최대값과 최소값 위치를 이용하여 상기 보호 영역의 위치 정보를 도출하는 단계; 및
    상기 보호 영역의 위치 정보에 상응하는 영역을 디스크램블링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
  6. 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 영상 처리 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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