KR101743169B1 - System and Method for Searching Missing Family Using Facial Information and Storage Medium of Executing The Program - Google Patents
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Abstract
본 발명은 얼굴 정보를 활용하여 대상 후보 DB를 구축하고, 입력 영상을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하여 실종 가족을 찾을 수 있도록 한 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것으로, 실종자 가족의 영상 또는 실종자의 영상을 입력하는 사용자 단말;사용자 단말에서 전송된 얼굴 영상을 받아 유효성 검사,수치화 가능한 얼굴영역 추출 및 해당 영상의 대상자에 대한 정보를 저장하여 대상 후보군 Database를 구축하고 비교 시 후보군 내의 얼굴 영상을 수치화하여 얼굴 계수를 기준으로 가족관계로 추정되는 얼굴 영상을 선별하는 실종 가족 찾기 서버;실종 가족 찾기 서버에서 만들어진 영상 및 해당 영상의 대상자에 대한 정보를 저장하는 대상 후보 DB;를 포함하는 것이다.The present invention relates to a system and method for searching for a missing family using a facial information to construct a target candidate DB by utilizing face information, generating virtual data to be compared with a candidate group using an input image, A user terminal for inputting an image of a missing person's family or an image of a missing person, receiving a face image transmitted from a user terminal, extracting a face area capable of being validated and digitized, and storing information about a target person of the image, A missing family searching server for selecting a face image estimated as a family relation based on the face coefficient by digitizing facial images in the candidate group when constructing a candidate group database and comparing the images created by the missing family searching server and information on the subject of the corresponding image A target candidate DB to be stored will be.
Description
본 발명은 실종 가족 찾기에 관한 것으로, 구체적으로 얼굴 정보를 검출하여 대상 후보 DB를 구축하고, 하나 또는 둘 이상의 입력 영상을 활용하여 가상 데이터를 생성하고, 대상 후보와 가상 데이터의 얼굴 정보를 수치화하고 비교하여 실종가족을 찾는 데에 활용이 가능한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to finding a missing family member. Specifically, the face information is detected to construct a target candidate DB, virtual data is generated using one or two input images, face information of the target candidate and virtual data is digitized And a recording medium on which a program for implementing the missing family searching system and method is available.
일반적으로 미아가 발생한 경우에는 부모 등 보호자의 요청에 따라 미아가 소지한 이동통신단말기의 위치를 추적하여 미아를 찾아내거나, 미아가 이동통신단말기 등의 위치추적장치를 휴대하지 않은 경우에는 미아가 발생한 지역의 이동통신단말기 사용자에게 추적대상자의 정보를 실시간으로 제공하여 해당 지역의 이동통신단말기 사용을 통해 미아를 찾는 방법이 있다.Generally, when a lost child occurs, the position of the mobile communication terminal held by the child can be tracked according to the request of the guardian such as the parent to find the lost child, or if the lost child does not carry a position tracking device such as a mobile communication terminal, There is a method of providing the information of the person to be tracked to the user of the local mobile communication terminal in real time and searching for the lost person through the use of the mobile communication terminal in the corresponding area.
이와 같은 방법은 이동통신단말기에 사진 등을 전송하더라도 즉시 내용을 확인해야 하고 또한 사진 등을 전송 받은 이동통신단말기 소지자가 스스로 주변의 아이를 주의 깊게 적극적으로 살펴보고 전송 받은 사진과 일치하는지 여부를 확인하는 방법에 의존할 수밖에 없는 문제점이 있다.In such a method, even if a photograph or the like is transmitted to the mobile communication terminal, the contents must be checked immediately. Also, the owner of the mobile communication terminal, which has received the photograph, etc., carefully looks at the surrounding child and actively checks There is a problem in that it is dependent on the method of making the data.
특히, 아동의 실종 기간이 장기화되는 경우에는 실질적으로 미아를 찾는 것이 어렵다.Especially, when the disappearance period of the child is prolonged, it is difficult to find the actual child.
종래 기술에서는 실종 아동 등을 찾는데 도움을 줄 수 있는 얼굴 관련 기술은 미국 NCMEC(National Center for Missing and Exploited Children) 기관에서 사용하는 실종 아동 등의 현재 모습을 디자인하는 기술이 있다.In the prior art, there are techniques for designing the present state of missing children used by the National Center for Missing and Exploited Children (NCMEC) in the United States, which can help find missing children.
이 기관의 기술은 실종 아동 등의 실종 당시 얼굴을 현재의 얼굴로 변환,예측, 재현한 가상 얼굴일 뿐이다.The technology of this institution is only a virtual face that transforms, predicts, and reproduces the face to the present face when the missing child is missing.
한국의 경찰, 실종아동 등 관련기관은 미국 NCMEC 기관에 실종 아동 등의 현재 모습을 요청하는데, 이는 최소 3주 이상의 시간과 많은 비용이 소요된다.Korean police, missing children and other agencies ask the US NCMEC agency for the current status of missing children, which takes at least three weeks and is costly.
게다가 한국에서 이 NCMEC 기관의 기술을 이용해서 찾은 실종 아동 등은 아직 없는 것으로 확인되고 있다.In addition, there are no missing children found in Korea using the NCMEC agency's technology.
이는 실종 아동 등의 현재 얼굴을 예측하여 가상의 얼굴로 재현하는 방법이 단지 육안상 닮았다는 사실에 근거하기 때문이다.This is because it is based on the fact that the way to reproduce a virtual face by predicting the present face of a missing child or the like is merely a visual similarity.
실종아동전문기관에서는 연 4회, 1회에 8만장의 실종 아동 등의 전단지를 배포하는데, 요청해온 제보 사진과 비교해보면 육안상 정말 닮았지만 확인 결과는 99%가 동일인물이 아니다.Disappeared children's specialized institutes distribute fliers such as missing children, four times a year, once a year. When compared with the request photo, 99% of them are not the same person.
그리고 경찰에서 실종 아동 등을 수사할 경우 이름, 성별, 나이, 거주지 등의 사실적인 데이터를 바탕으로 대상을 좁힌 후, 최종적으로 가장 일치하는 몇몇 실종 아동 등을 직접 찾아가 인터뷰하고 친자확인을 한다.When the police investigate a missing child, they narrow down the object based on realistic data such as name, sex, age, and residence, and finally visit some of the most matching missing children to interview them and confirm their parents.
이 과정에서 사실적인 데이터가 잘못된 정보라면 실제 찾으려는 실종 아동 등은 대상에서 제외될 수도 있다.If the factual data in this process is erroneous information, the actual missing child may be excluded.
또한, 선별된 실종 아동 등을 직접 찾아가는데 소요되는 시간, 비용, 인력도 만만치 않다.In addition, the time, cost, and manpower required to directly visit the missing children selected are also inconvenient.
가족은 유전적으로 닮고, 특히 '얼굴'에는 그 특징이 잘 드러난다.Families are genetically resembled, especially in the face.
이에 따라, 얼굴 영상의 분석 결과를 바탕으로 현재의 얼굴을 예측하여 가상의 얼굴 영상을 생성하는 기술은 있다.Accordingly, there is a technique of generating a virtual face image by predicting the current face based on the analysis result of the face image.
그러나 얼굴 영상 자체에 근거한 실존하는 데이터를 이용하여 비교 분석할 수 있는 근본적인 기술은 없다.However, there is no fundamental technique for comparative analysis using existing data based on the face image itself.
또한, 얼굴 영상에서 얼굴 특징점을 추출하여 안면 윤곽 인식 및 검색 시스템에 적용하는 기술들이 있으나, 이는 인식 성능의 저하 및 DB 구축의 한계로 실종 가족 찾기 시스템에 적용하는 것은 어렵다.In addition, there are techniques for extracting facial feature points from facial images and applying them to facial contour recognition and retrieval systems, but it is difficult to apply them to the missing family retrieval system due to the degradation of recognition performance and the limitation of DB construction.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 실종 가족 특히 미아 찾기 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, 얼굴 정보를 활용하여 대상 후보 DB를 구축하고, 하나 또는 둘 이상의 입력 영상을 활용하여 가상 데이터를 생성하고, 대상 후보 영상 및 가상 데이터의 얼굴 정보를 수치화하고 비교하여 실종가족을 찾는 데에 활용이 가능한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to solve the problem of the missing family member, particularly the missing child search system, by constructing a target candidate DB by using face information, generating virtual data by utilizing one or two input images, A missing family searching system and method, and a recording medium on which a program for implementing the missing family searching method can be utilized for digitizing and comparing face information of candidate images and virtual data.
본 발명은 얼굴 영상 분석을 이용한 가족을 찾는 과정에서 적어도 1명 이상의 가족의 각 얼굴 영상을 유효성 검사를 거쳐 얼굴을 검출하고 얼굴 정보에서 특징을 추출하여 수치화한 데이터를 조합하여 생성한 가상 데이터와 후보군을 비교하는, 정확도가 높은 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for searching for a family using facial image analysis, comprising the steps of: validating each facial image of at least one family member, detecting faces, extracting features from facial information, A missing family searching system and method with high accuracy, and a recording medium on which a program implementing the same is recorded.
본 발명은 실종 아동 등의 얼굴이 포함된 영상에서 검출된 얼굴과 해당 영상의 대상자의 정보를 저장한 대상 후보 DB를 구축하여 가족의 영상들로 조합된 데이터와 일치 정도를 비교하여 가족을 찾을 수 있도록 한 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention constructs a candidate candidate DB storing information of a face detected in an image including a face of a missing child or the like and a target of the corresponding image to compare the data combined with the family images to find a family The present invention provides a system and method for finding a missing family using face information, and a recording medium on which a program for implementing the system is found.
본 발명은 신뢰할 수 있는 요소인 가족 얼굴 자체의 실존하는 데이터를 수치화하여 비교하여 찾고자 하는 실종 아동 등과 가장 닮은 실제 사람 얼굴들을 선별하여 찾고자 하는 실종 아동 등 대상 범위를 효율적으로 축소하여 실종 아동 등 수사에 소요되는 시간, 비용, 인력을 줄일 수 있도록 한 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is based on the fact that the present invention can be applied to an investigation such as a missing child by effectively reducing the target range such as a missing child who wants to search for a real human face most similar to a missing child, The present invention is directed to a system and method for searching for a missing family using face information so as to reduce the time, cost, and manpower required, and a recording medium on which a program for implementing the system is found.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템은 실종자 가족의 영상 또는 실종자의 영상을 입력하는 사용자 단말;사용자 단말에서 전송된 얼굴 영상을 받아 유효성 검사를 거친 후 영상 내에서 얼굴을 검출하고 검출된 얼굴의 특징을 수치화한 데이터 즉, 얼굴 계수를 기준으로 대상 후보군과 비교하여 얼굴 영상을 선별하는 실종 가족 찾기 서버;실종 가족 찾기 서버에서 만들어진 얼굴 정보를 저장하는 대상 후보 DB;를 포함하는 것을 특징으로 한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a system for searching for a missing family using face information, comprising: a user terminal for inputting an image of a missing person's family member or an image of a missing person; A missing family searching server for detecting face data and comparing the detected face features with data of the face candidates based on the face candidate; ; And
여기서, 상기 실종 가족 찾기 서버는, 대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보를 등록하는 후보군 등록부와, 입력 영상을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터를 생성하여 등록하는 입력 정보 등록부와, 상기 후보군 등록부를 통하여 등록된 후보군과 입력 정보 등록부를 통하여 등록된 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data) 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위를 추출하는 데이터 비교 분석부와, 상기 데이터 비교 분석부의 추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 제공하는 결과 정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the missing family member searching server includes a candidate group registering unit for registering a candidate candidate to be stored in the candidate candidate DB, an input information registering unit for generating and registering virtual data to be compared with a candidate group using an input image, A data comparison and analysis unit for comparing and analyzing the digitized image information and meta data information of the input image registered through the registered candidate group and the input information registration unit and extracting the ranking based on the degree of the difference; And a result information output unit for outputting information on the detection target according to the extraction result of the analysis unit and providing the information to the target user to utilize the information.
그리고 상기 후보군 등록부는, 검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 찾을 대상을 후보군으로 등록하는 단계를 수행하여 검출할 대상이 될 후보들을 등록하는 것을 특징으로 한다.The candidate group registering unit registers the information to be detected, the step of selecting facial elements from the image, the storing step of storing the selected face image, and the step of registering the search target as a candidate group, The candidates to be registered are registered.
그리고 상기 입력 정보 등록부는, 영상의 수와 종류에 따라 정보를 등록하는 단계, 검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 비교 매칭할 대상의 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 입력 대상으로 등록하는 단계를 수행하여 입력 영상 및 정보로 활용할 대상을 등록하는 것을 특징으로 한다.The input information registration unit registers the information in accordance with the number and type of images, registers the information to be detected, selects face elements from the image, and stores the selected face images to be compared and matched And registering the input image and the information to be used as the information.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법은 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템의 제어 있어서, 대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보 등록이 이루어지는 단계와;입력 영상을 사용하여 후보군과 비교할 가상 데이터가 생성되어 등록이 이루어지는 단계;등록된 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data) 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위 추출이 이루어지는 단계;추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 전송하는 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.A method for searching for a missing family using face information according to the present invention comprises the steps of: registering a candidate candidate to be stored in a candidate candidate database; A step in which virtual data to be compared with a candidate group is generated and registered; a step of comparing and analyzing the digitized image information and meta data information of the registered input image and performing rank extraction based on the degree of the difference; And outputting the information about the detection target and transmitting the information to the target person to utilize the information.
여기서, 대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보 등록이 이루어지는 단계는, 검출할 대상의 후보에 해당하는 영상이 입력되는 단계와, 해당 대상의 이름, 나이, 인종, 주소, 특징을 포함하는 메타 데이터를 등록하는 정보 입력 단계와, 유효성 검사 단계와, 수행 가능한 영상으로 판단되면 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 하는 단계와, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 결과를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of performing the target candidate registration to be stored in the target candidate DB includes a step of inputting an image corresponding to a candidate to be detected and a step of storing metadata including the name, age, race, A validation step, and a face detection using an Adaboost algorithm when it is determined that the image is executable, and a step of selecting a database to be stored, selecting a file name, and storing the result. do.
그리고 얼굴 검출 및 결과 저장 과정에서, 얼굴을 검출 시 영상의 여백 없이 얼굴만이 검출이 되도록 가로 및 세로의 비율을 고려하여 ROI(Region of interest)를 선정하고, 결과 저장 단계에서는 데이터베이스가 지정되면 조명에 의한 영상의 밝기 정규화 및 노이즈를 제거(Median filtering등)처리를 하고 영상의 크기를 임의의 크기로 변환(size conversion)하는 것을 특징으로 한다.In a face detection and a result storing process, ROI (Region of interest) is selected in consideration of a ratio of a width and a length so that only a face can be detected without margin of an image when detecting a face. In a result storing step, And performs a size conversion of the image size to an arbitrary size by performing normalization of the brightness of the image and removal of noise (median filtering and the like).
그리고 입력 영상을 사용하여 후보군과 비교할 가상 데이터가 생성되어 등록이 이루어지는 단계는, 입력 영상이 하나에 해당하는 경우에, 비교 매칭할 대상에 해당하는 영상이 입력되는 단계와, 검출할 대상에 관한 정보를 입력하는 단계와, 유효성 검사를 수행하고 수행 가능한 영상으로 판단되면 얼굴 검출을 하는 단계와, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 1차 결과를 저장하는 단계와, 가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동의 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of generating virtual data to be compared with a candidate group using the input image and registering may include the steps of inputting an image corresponding to an object to be compared and matched if the input image corresponds to one input image, A step of selecting a database to be stored, selecting a file name and storing a primary result, a step of selecting a database to be stored, Comparing all the digitized data of the candidate candidate DB of the missing child, calculating the similarity, and outputting the result.
그리고 입력 영상을 사용하여 후보군과 비교할 가상 데이터가 생성되어 등록이 이루어지는 단계는, 입력 영상이 2개 이상에 해당하는 경우에, 해당 대상의 이름, 나이, 인종, 주소, 특징을 포함하는 메타 데이터를 등록하기 위한 정보 입력을 하는 단계;영상 1(부)이 입력되면, 유효성 검사를 수행하고, 얼굴 검출을 하여 1차 결과를 저장하는 단계와,영상 2(모)이 입력되면, 유효성 검사를 수행하고, 얼굴 검출을 하여 1차 결과를 저장하는 단계와,검출할 대상과의 매칭 확률을 높이기 위해 영상 1(부) 및 영상 2(모)를 기초한 데이터를 조합하는 단계와,가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동의 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of generating virtual data to be compared with a candidate group by using an input image and registering may include a step of generating metadata including a name, an age, a race, an address, and a characteristic of the corresponding object when the input image corresponds to two or more Inputting information for registration, performing validation when the image 1 (part) is input, performing face detection, storing a primary result, and, when the image 2 (parent) is input, performing a validity check A step of combining the data based on the image 1 (part) and the image 2 (model) to increase the matching probability between the object to be detected and the numerical value of the family facial feature Comparing the calculated data with the numerical data of the candidate candidate DB of the missing child, calculating the similarity, and outputting the result.
그리고 추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 전송하는 단계는, 유사도 계산 및 거리 차이 수치를 구하는 단계를 진행한 이후에 거리 차이가 적은 순으로 대상 후보에 순위를 부여하는 단계와, 해당 순위에 따라 대상 후보에 데이터 명을 게시하는 단계와, 대상 후보의 데이터 정보를 제공하는 단계와,제공된 데이터 정보에서 최종적으로 검출하고자 하는 대상으로 추정되는 대상을 선택하는 단계와, 해당 대상에 대한 정보가 유효한지를 판단하고 내용의 확인이 종료되면 해당 대상자들에게 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of outputting the information about the detection target according to the extraction result and transmitting the information to the target to be utilized may include ranking the target candidate in order of decreasing distance difference after calculating the similarity degree and distance difference value The method comprising the steps of: (a) displaying a data name in a target candidate according to the ranking; (b) providing data information of the candidate candidate; (c) selecting an object to be ultimately detected as an object to be detected in the provided data information; Determining whether information about the target is valid, and providing information to the target subjects when the confirmation of the content is completed.
이와 같은 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체는 다음과 같은 효과를 갖는다.The missing family searching system and method using face information according to the present invention and the recording medium on which the program for implementing the same are recorded have the following effects.
첫째, 영상 분석을 통하여 얼굴 정보(밝기가 정규화된 얼굴 영상 및 메타 데이터 등)를 활용하여 대상 후보 DB를 구축하고 이를 활용하여 효과적으로 실종 가족을 찾을 수 있다.First, we can construct a target candidate database by using face information (brightness normalized face image and metadata, etc.) through image analysis, and utilize it to effectively find a missing family.
둘째, 가족을 찾는 과정에서 유효성을 검사를 거친 적어도 1명 이상의 가족의 각 얼굴 영상에서 특징을 추출하여 수치화한 데이터를 조합하여 비교하므로 정확도를 높일 수 있다.Secondly, it is possible to improve the accuracy by comparing the data obtained by extracting features from each facial image of at least one family that has been validated in the process of searching for a family, and comparing the data.
셋째, 실종 아동 등의 얼굴 영상에서 유효성 검사를 거친 후 노이즈 제거 등을 거친 영상 및 해당 영상의 데이터(메타 데이터)를 저장한 대상 후보 DB를 구축하여 미아의 체계적인 관리가 가능하다.Third, it is possible to systematically manage the missing child by constructing a candidate candidate DB that stores the image after the validation of the face image of the missing child, etc., and the data (metadata) of the corresponding image after noise removal.
넷째, 구축된 대상 후보 DB를 이용하여 사용자 단말을 통하여 부모의 영상을 전송하는 것에 의해 대상 범위를 추출하여 선정된 후보군에서 실종 가족을 찾는 것에 의해 신속성 및 정확성을 높일 수 있다.Fourth, it is possible to increase the speed and accuracy by extracting the object range by transmitting the parent image through the user terminal using the constructed object candidate database, and finding the missing family in the selected candidate group.
다섯째, 신뢰할 수 있는 요소인 가족 얼굴 자체의 실존하는 데이터를 수치화하여 비교하는 것에 의해 실종 아동 등과 가장 닮은 실제 사람 얼굴들을 선별하여 실종 아동 등 대상 범위를 효율적으로 한정할 수 있다.Fifth, by comparing actual data of the family face itself which is a reliable factor, it is possible to effectively limit the object range such as a missing child by selecting actual human faces most resembling missing children or the like.
여섯째, 대상 후보 DB를 이용하는 것에 의해 실종 아동 등 수사에 소요되는 시간,비용,인력을 줄일 수 있다.
Sixth, the time, cost, and manpower required to investigate missing children can be reduced by using the candidate candidate database.
도 1은 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 실종 가족 찾기 서버의 상세 구성도
도 3은 본 발명에 따른 검출할 대상의 후보군 등록 과정을 나타낸 플로우차트
도 4는 본 발명에 따른 비교할 대상을 등록하여 검출하는 과정을 나타낸 플로우차트
도 5는 2개 이상의 입력 영상(부모)을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하고 검출하는 과정을 나타낸 플로우 차트
도 6은 본 발명에 따른 결과 정보를 출력하는 과정을 나타낸 플로우차트
도 7은 본 발명에서 온라인상의 프로그램 활용하는 과정을 나타낸 플로우차트
도 8은 본 발명에 따른 최종 대상을 검출하기까지의 전 과정을 나타낸 플로우차트
도 9a내지 도 9g는 본 발명에 따른 실종 가족 찾기 방법을 통한 대상 검출 과정 및 결과를 나타낸 구성도1 is a block diagram of a missing family searching system using face information according to the present invention
2 is a detailed configuration diagram of a missing family member search server according to the present invention
3 is a flowchart showing a candidate group registration process of a target to be detected according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating a process of registering and detecting a target to be compared according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of generating and detecting virtual data to be compared with a candidate group using two or more input images (parents)
6 is a flowchart showing a process of outputting result information according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of utilizing a program on-line in the present invention.
8 is a flowchart showing the entire process up to the detection of the final object according to the present invention
FIGS. 9A to 9G are diagrams showing a process of detecting an object through a method of searching for a missing family member according to the present invention,
이하, 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a system and method for searching for a missing family using face information according to the present invention and a recording medium on which a program for implementing the system are recorded will be described in detail.
본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The missing family searching system and method using face information according to the present invention and the features and advantages of the recording medium on which the program for implementing the same is recorded will be apparent from the following detailed description of each embodiment.
도 1은 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a missing family searching system using face information according to the present invention.
본 발명은 적어도 1 명 이상의 가족의 각 얼굴 영상에서 특징을 추출하여 수치화한 데이터를 조합하고, 마찬가지로, 실종 아동 등의 얼굴 영상에서 큰 특징만을 추출한 데이터를 수치화하여 비교한다. 그리고 얼굴 인증방식이 아닌 가족의 각 얼굴에서 추출한 데이터를 일련의 과정을 통해 조합하여 새로이 추출한 가상의 데이터와 실종 아동 등의 후보군의 데이터와의 일치 정도를 비교하여 검출하는 가족을 찾아주는 기술에 관한 것이다.The present invention combines data obtained by extracting features from each facial image of at least one family member, and similarly, data obtained by extracting only a large feature from a face image of a missing child or the like is digitized and compared. And it is a technique to find a family that compares the data extracted from each face of the family, not the face authentication method, through a series of processes and compares the data of the newly extracted virtual data with the data of the candidate group such as missing child will be.
이하의 설명에서 '실종 아동' 및 '실종 가족' 용어를 혼용하는데, 찾는 대상이 아동으로 한정되지 않고 가족들 중에서 어느 누구라도 찾는 대상이 될 수 있음은 당연하다.In the following explanations, the terms 'missing child' and 'missing family' are used interchangeably, and it is natural that the object to be searched is not limited to a child but can be a target for anyone in the family.
본 발명은 영상 분석을 통하여 얼굴 영상 및 해당 영상의 대상자에 대한 정보를 활용하여 대상 후보 DB를 구축하여 실종 가족을 찾을 수 있도록 한 것이다.The present invention utilizes the information of the face image and the object of the corresponding image through the image analysis to construct the object candidate DB so that the missing family can be found.
본 발명은, '얼굴' 자체의 닮음 정도를 과학적으로 비교하여 실종 아동 등을 효율적으로 찾을 수 있도록 한다. 실종 아동 등 가족의 얼굴 사진을 이용하여 가족과 가장 닮은 실종 아동 등을 선별한다.The present invention scientifically compares the degree of resemblance of the 'face' itself so that a missing child or the like can be efficiently found. Using photos of family members such as missing children, we select the missing child most resembling the family.
가족의 얼굴에서 큰 특징만을 추출한 요소와 실종 아동 등의 얼굴에서 큰 특징만을 추출한 요소를 서로 비교해서 가장 닮은 얼굴을 선별한다.The most similar faces are selected by comparing the elements extracted from the face of the family and the elements extracted from the face of the missing child only.
예컨대 실종 아동 등 가족 중, "A"라는 사람의 얼굴 사진으로 실종 아동 등을 찾도록 요청하면 요청된 얼굴을 분석하여 큰 특징만을 추출해 수치화시킨다.For example, if a family member, such as a missing child, requests that a missing person be searched by a face photograph of a person named "A", the requested face is analyzed to extract only the great features and digitize it.
이 수치화된 "A"의 얼굴 요소와 데이터베이스에 구축된 실종 아동 등의 수치화된 얼굴 요소를 비교하여 "A"와 가장 닮은 얼굴들을 선별해준다.The facial elements of the digitized "A" are compared with numerical facial elements such as missing children constructed in the database, and the faces most resembling "A" are selected.
이로써, 실종 아동 등 가족은 잘못된 정보일 수 있는 성별, 이름, 나이, 주소 등의 사실적인 데이터가 아닌 신뢰할 수 있는 요소인 '얼굴'을 이용하여 효율적으로 실종 아동 등을 선별할 수 있다.Thus, a family member such as a missing child can efficiently select a missing child by using 'face', which is a reliable element, rather than real data such as sex, name, age, and address, which may be erroneous information.
이를 위한 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템은 실종 가족을 찾기 위한 실종자 가족의 영상 또는 실종자의 영상을 입력하는 사용자 단말(100)과, 통신망(200)을 이용하여 사용자 단말(100)에서 전송된 얼굴 영상을 받아 유효성 검사, 얼굴 추출 및 특징 추출을 하여 수치화하여 저장 또는 비교하여 대상 후보군을 검색하는 실종 가족 찾기 서버(300)와, 실종 가족 찾기 서버(300)에서 만들어진 개인 얼굴 계수 정보를 저장하는 대상 후보 DB(400)을 포함한다.The system for searching for a missing family using face information according to the present invention includes a
여기서, 통신망은 현재 구축되어 있는 모든 종류의 유무선 통신망을 이용하는 것으로 제한되지 않는다.Here, the communication network is not limited to using any type of wired / wireless communication network currently established.
그리고 본 명세서에서 메타 데이터(Meta data)는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있으므로 실시 형태를 예시와 같이 한정 짓는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 균등물 또는 대체물로 이해되어야 할 것이다.In the present specification, the term " meta data " is intended to cover various modifications and equivalent arrangements. Therefore, the term " meta data " .
메타 데이터는 얼굴을 비교 매칭하는 본 발명의 부수적인 역할로 작용하는 것으로 실종 아동을 등록함에는 부정확한 내용이 포함되어 있을 수 있으므로 참고의 역할 만을 하는 정보로 이해되어야 한다.The metadata serves as an incidental role of the present invention for matching faces, and it may be interpreted as information that only serves as a reference because the registration of the missing child may contain inaccurate contents.
또한, 본 명세서에서 사용자는 검출 대상(실종 미아) 후보 군을 등록하는 사용자와 비교 매칭을 시도할 대상(부모 또는 아동의 사진)을 등록하는 사용자로 예시를 설명하며 실시 형태를 예시와 같이 한정 짓는 것이 아님으로 이해되어야 한다.In the present specification, the user describes an example of a user registering a detection candidate (missing child) candidate group and a user registering a comparison match (a picture of a parent or a child) and limiting the embodiments as illustrated It should be understood as not.
실종 가족 찾기 서버(300)의 상세 구성은 다음과 같다.The detailed configuration of the missing
도 2는 본 발명에 따른 실종 가족 찾기 서버의 상세 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of a missing family member search server according to the present invention.
실종 가족 찾기 서버(300)는 도 2에서와 같이, 대상 후보 DB(400)에 저장하기 위한 대상 후보를 등록하는 후보군 등록부(21)와, 입력 영상을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터를 생성하여 등록하는 입력 정보 등록부(22)와, 후보군 등록부(21)를 통하여 등록된 후보군과 입력 정보 등록부(22)를 통하여 등록된 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data) 등의 기타 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위를 추출하는 데이터 비교 분석부(23)와, 데이터 비교 분석부(23)의 추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 제공하는 결과 정보 출력부(24)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the missing
이와 같은 도 2의 구성을 갖는 실종 가족 찾기 서버(300)를 통한 입력 영상으로부터 대상을 검출하는 과정은, 후보군 등록 단계, 입력 정보 등록 단계, 데이터 비교 분석 단계, 결과 정보 출력 단계를 통하여 이루어진다.The process of detecting an object from an input image through the missing
후보군 등록부(21)는 검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 찾을 대상(실종 미아)를 후보군으로 등록하는 단계를 수행하여 검출할 대상(실종 아동)이 될 후보들을 등록한다.The candidate
그리고 입력 정보 등록부(22)는 영상의 수와 종류에 따라 정보를 등록하는 단계, 검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 비교 매칭할 대상의 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 입력 대상으로 등록하는 단계를 수행하여 입력 영상 및 정보로 활용할 대상(부모)을 등록한다.The input
데이터 비교 분석부(23)는 후보군과 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data)등의 기타 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위를 나타낸다. 영상 정보로 나타내어지는 비교 값을 보완하기 위해 순위는 차이의 정도가 작을수록 상위 등수를 기록한다.The data comparison and
그리고 결과 정보 출력부(24)에서는 데이터 비교 분석부(23)의 순위 추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 제공한다.The result
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템의 실종 가족 찾기 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The missing family searching process of the missing family searching system using the face information according to the present invention having such a configuration will be described in detail as follows.
도 3은 본 발명에 따른 검출할 대상의 후보군 등록 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 4는 본 발명에 따른 비교할 대상을 등록하여 검출하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of registering candidates to be detected according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of registering and detecting an object to be compared according to the present invention.
본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법은 사용자 단말로부터 실종 가족 검색을 위한 정보를 입력받는 단계와, 입력되는 얼굴 영상이 사람의 얼굴 영상인지의 여부를 판단하고, 얼굴 부분을 자동으로 검출하는 단계와, 검출된 얼굴 영상에 대해 주성분 분석을 실시하여 부모 얼굴의 특징 벡터를 구하여 조합하는 단계와, 조합된 부모의 특징 벡터와 대상 후보 DB에 저장된 각 특징 벡터 축의 거리차를 구하여, 그 중 거리차가 가장 작은 얼굴 영상을 선별하는 단계를 포함한다.A method for searching for a missing family using face information according to the present invention includes the steps of: receiving information for searching for a missing family from a user terminal; determining whether the inputted face image is a face image of a person, A step of calculating a feature vector of a parent face by performing principal component analysis on the detected face image, and a step of obtaining a feature vector of a parent face and combining the feature vectors of the parent face, And selecting a face image having the smallest distance difference.
구체적으로 각 단계별 동작을 설명하면 다음과 같다.Specifically, the operation of each step will be described as follows.
도 3은 후보군 등록부(21)에서 수행하는 검출할 대상의 후보군 등록 과정을 나타낸 것이다.FIG. 3 shows a candidate group registration process performed by the candidate
검출할 대상의 후보에 해당하는 영상(실종 미아를 찾는 예시의 경우 실종 아동에 해당하는 영상)이 입력되면(S301), 해당 대상의 기본적인 정보인 메타 데이터(이름, 나이, 인종, 주소, 특징, 기타사항 등)를 등록하는 정보의 입력 과정을 거친다.(S302)(Name, age, race, address, feature, and the like) that is the basic information of the target is input (the image corresponding to the missing child in the case of finding the missing child) Etc.) (S302). ≪ RTI ID = 0.0 >
그리고 유효성 검사를 수행하고(S303), 수행 가능한 영상으로 판단되면 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 시도한다.(S304)Then, the validation is performed (S303), and when it is determined that the image is executable, the face detection is attempted using the Adaboost algorithm (S304)
이어, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 결과를 저장한다.(S305)Then, a database to be stored is selected, a file name is selected, and the result is stored (S305)
여기서, 유효성 검사는 영상의 크기를 고려하고 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 시도하여 영상이 일정 크기 이상이고 얼굴이 검출 가능한 영상인지 사용자의 번거로운 작업 없이 자동적으로 판단한다.In this case, the validity check is automatically performed without considering troublesome operation of the user whether the image is larger than a predetermined size and the face can be detected by considering the size of the image and attempting face detection using the Adaboost algorithm.
그리고 얼굴 검출 과정에서는 추후의 과정에서 활용할 얼굴인식 알고리즘에 최적으로 적용이 가능하고 후보군에 등록된 대상의 연령을 고려하여 영상을 추출하기 위한 전처리 작업을 거친다.In the face detection process, it can be applied to the face recognition algorithm to be used in the future process, and preprocessing is performed to extract the image considering the age of the registered object in the candidate group.
본 발명에서 등록할 후보는 실종 아동이다.Candidates to be registered in the present invention are missing children.
어린아이의 얼굴을 검출 시 영상의 여백 없이 얼굴만이 검출이 되어야 매칭(Matching) 성능이 상승하므로 가로 및 세로의 비율을 고려하여 ROI(Region of interest)를 선정하도록 한다.When the face of a child is detected, only the face should be detected without margins of the image, so that the matching performance is improved. Therefore, ROI (Region of interest) is selected in consideration of the ratio of the width and the height.
그리고 결과 저장 단계에서는 데이터베이스가 지정되면 조명에 대한 영상의 밝기 정규화 및 노이즈 제거(Median filtering등)를 하고 영상의 크기를 임의의 크기로 변환(size conversion)한다.In the result storage step, if a database is designated, brightness normalization and noise removal (median filtering, etc.) are performed on the illumination and the size of the image is converted to an arbitrary size.
영상의 크기를 변환할 때 보간법(interpolation)을 활용하였으며 linear, bilinear, cubic spline 등의 보간법을 사용할 수 있다.Interpolation is used to convert the image size and interpolation methods such as linear, bilinear, and cubic spline can be used.
본 발명에서는 cubic spline formula를 사용하였을 때 가장 인식 성능이 높아 이 수식을 사용한다.In the present invention, when the cubic spline formula is used, the recognition performance is the highest, and this formula is used.
도 4는 본 발명에서 비교 매칭할 대상(부모 또는 아동의 사진)를 등록하여 검출하는 과정을 나타낸 것이다.FIG. 4 shows a process of registering and detecting an object (a picture of a parent or a child) to be compared and matched in the present invention.
등록 및 검출 과정에서 비교 매칭 대상이 부모에 해당하는 경우인지 아동의 사진에 해당하는지 명시하며 부모의 경우 한부모 인지 양부모의 영상 입력인지를 명시한다. 도 3은 입력 영상이 하나(한 부모)에 해당하는 경우를 예시한다.In the registration and detection process, it is specified whether the comparison target corresponds to the parent or the photograph of the child. In the case of the parent, specify whether the input is a single parent or a foster parent. FIG. 3 illustrates a case where the input image corresponds to one (one parent).
먼저, 비교 매칭할 대상(부모 또는 아동의 사진)에 해당하는 영상이 입력되면(S401), 검출할 대상(실종 아동)에 관한 정보를 입력한다.(S402)First, when an image corresponding to an object (a picture of a parent or a child) to be compared is inputted (S401), information about an object to be detected (missing child) is inputted (S402)
그리고 유효성 검사를 수행하고(S403), 수행 가능한 영상으로 판단되면 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 시도한다.(S404)Then, the validation is performed (S403), and when it is determined that the image is executable, face detection is attempted using the Adaboost algorithm (S404)
이어, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 1차 결과를 저장한다.(S405)Then, the database to be stored is selected and the file name is selected to store the primary result (S405)
그리고 가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동 등 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 한다.(S406)Then, the similarity is calculated by comparing the digitized data of the family face feature with the digitized data of the target candidate DB such as the missing child (S406)
이어, 유사도 계산을 통한 결과를 출력한다.(S407)Then, the result of the similarity calculation is output (S407)
이와 같이 유사도를 계산하기 위해 각각에서 얼굴 계수에 해당하는 수치를 구하는 단계에서, 본 발명에서는 PCA(Principle Component Analysis) 알고리즘을 활용하여 얼굴 계수에 해당하는 수치를 얻는다.In order to calculate the degree of similarity, a value corresponding to the face coefficient is obtained by using a PCA (Principle Component Analysis) algorithm in the present invention.
두 입력 영상으로부터 얼굴 계수를 취득하는 과정은 도 5에서와 같다.The process of acquiring the face coefficients from the two input images is shown in FIG.
그 외의 패턴인식 및 분류기(PCA(Principle Component Analysis), ASM(Active Shape Model), AAM(Active Appearance Model), LBP(Local Binary Patterns), MLBP(Multi-scale Local Binary Patterns) 등) 알고리즘 등을 활용하여 얼굴 계수를 얻을 수 있다.Other pattern recognition and classification algorithms such as Principle Component Analysis (PCA), Active Shape Model (ASM), Active Appearance Model (AAM), Local Binary Patterns (LBP), and Multi-scale Local Binary Patterns (MLBP) So that the face coefficient can be obtained.
그리고 유사도 계산은 각각 얼굴의 특징을 수치로 나타내는 얼굴 계수를 갖고 그 수치들간의 차이를 분석한다.And the similarity calculation has a facial coefficient, which is a numerical value of each facial feature, and analyzes the difference between the numerical values.
수치들간의 유사도를 계산하는 데에는 유클리디안 거리(Euclidean distance), 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance)공식이 활용될 수 있다.Euclidean distance, Mahalanobis distance formula can be used to calculate the similarity between numerical values.
수치 차이는 얼굴 정보의 차이 정도와 비례한다.The numerical difference is proportional to the difference in face information.
비교 매칭할 대상이 대상 후보 DB와 비슷한 연령대의 영상에 해당할 경우 각 수치의 차의 모든 계수가 1인 유클리디안 거리 공식을 사용한다.If the comparison target corresponds to an image of a similar age range to the candidate candidate database, the Euclidean distance formula with all coefficients of the difference of each value is used.
그러나 비교 매칭할 대상과 1차 결과에서 영상의 연령대가 차이가 심할 경우 각 수치의 차의 계수가 1이 아닌 임의의 계수를 활용하는 마할라노비스 거리 공식을 응용한다.However, if the difference between the age of the image and the target to be compared is large, we apply the Mahalanobis distance formula which uses an arbitrary coefficient that is not 1 in the difference of each value.
여기서, 유클리디안 거리 공식을 사용함에도 강인한 결과가 도출될 수 있고, 거리의 차가 작은 순으로 대상 후보 DB를 정렬한다.Here, even if the Euclidean distance formula is used, robust results can be obtained, and the candidate candidate DB is sorted in the order of small distance difference.
그리고 결과 출력(S407)단계에서는 유사도 계산 결과에 따라 순위를 선정하고 영상의 이름, 해당 대상(실종 아동)에 관한 정보들을 제공한다.In the result output step S407, the ranking is selected according to the result of the similarity calculation, and information about the name of the image and the target (missing child) is provided.
그리고 도 5는 2개 이상의 입력 영상(부모)을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하고 검출하는 과정을 나타낸 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 결과 정보를 출력하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of generating and detecting virtual data to be compared with a candidate group using two or more input images (parents), and FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of outputting result information according to the present invention.
도 5는 본 발명에서 2개 이상의 입력 영상(부모)을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하고 검출하는 과정을 나타낸 것이다.5 illustrates a process of generating and detecting virtual data to be compared with a candidate group using two or more input images (parents) in the present invention.
먼저, 해당 대상의 기본적인 정보인 메타 데이터(이름, 나이, 인종, 주소, 특징, 기타사항 등)를 등록하는 정보의 입력을 한다.(S501)First, information for registering metadata (name, age, race, address, feature, other items, etc.), which is basic information of the target, is input (S501)
그리고 영상 1(부)이 입력되면(S502), 유효성 검사를 수행하고(S503), 수행 가능한 영상으로 판단되면 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 시도한다.(S504)When the image 1 (part) is input (S502), the validity check is performed (S503), and if it is determined that the image is executable, the face detection is attempted using the Adaboost algorithm (S504)
이어, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 1차 결과를 저장한다.(S505)Then, the database to be stored is selected and the file name is selected to store the primary result (S505)
그리고 영상 2(모)이 입력되면(S506), 유효성 검사를 수행하고(S507), 수행 가능한 영상으로 판단되면 Adaboost 알고리즘을 활용하여 얼굴 검출을 시도한다.(S508)If it is judged that the image is an executable image, the face detection is attempted using the Adaboost algorithm (S508)
이어, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 1차 결과를 저장한다.(S509)Then, the database to be stored is selected and a file name is selected to store the primary result (S509)
그리고 검출할 대상과의 매칭(matching) 확률을 높이기 위해 영상 1(부) 및 영상 2(모)를 기초한 데이터를 조합한다.(S510)The data based on the image 1 (part) and the image 2 (image) are combined to increase the matching probability with the object to be detected (S510)
이어, 가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동 등 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 한다.(S511)Then, the similarity is calculated by comparing the digitized data of the family facial features with the digitized data of the target candidate DB such as the missing child (S511)
이어, 유사도 계산을 통한 결과를 출력한다.(S512)Then, the result of the similarity calculation is outputted (S512)
여기서, 데이터 조합(S510)에서는 검출할 대상과의 매칭(matching) 확률을 높이기 위해 영상 1(부) 및 영상 2(모) 각각 영상의 특징을 수치화하는 알고리즘을 활용하여 얼굴 계수를 구한다.Here, in the data combination (S510), the face coefficient is obtained by using an algorithm for digitizing the features of the image 1 (image) and the image 2 (image) in order to increase the matching probability with the object to be detected.
본 발명에서는 PCA를 활용하여 얼굴 계수를 생성한다.In the present invention, face coefficients are generated using PCA.
각각 같은 순서에 위치한 계수는 임의의 적응적인 임계치에 의해 조합이 된다. 두 계수들은 같은 순서에 위치한 계수는 평균적인 수치로 계산이 되고 평균 수치에 적응적인 가중치를 가하여 중요한 정보에는 가중치가 더 크게 가해지도록 한다.Coefficients located in the same order are combined by any adaptive threshold. The coefficients of the two coefficients are calculated as the average value in the same order, and the weight is applied to the important information by applying an adaptive weight to the average value.
이와 같은 과정에 의해 생성된 계수를 가상 계수라 한다.The coefficients generated by this process are called virtual coefficients.
얼굴의 특징을 수치화하는 알고리즘에 의해 대상 후보 DB로부터 얼굴 계수를 생성한다. 유사도 계산에서는 생성된 얼굴 계수와 데이터 조합으로부터 생성된 가상 계수 간의 거리를 계산한다.A facial coefficient is generated from an object candidate DB by an algorithm for numerically characterizing facial features. In the similarity calculation, the distance between the generated face coefficient and the virtual coefficient generated from the data combination is calculated.
이와 같이 입력 영상이 2가지 이상인 경우로 임의의 계수를 활용하는 마할라노비스 거리 공식을 사용한다.In this way, the Mahalanobis distance formula using arbitrary coefficients is used when there are two or more input images.
여기서, 유클리디안 거리 공식을 사용하여도 강인한 결과가 도출될 수 있다.Here, robust results can also be obtained by using the Euclidean distance formula.
본 발명에서 결과 정보를 출력하는 과정은 다음과 같다.The process of outputting the result information in the present invention is as follows.
도 6은 본 발명에 따른 결과 정보를 출력하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.6 is a flowchart illustrating a process of outputting result information according to the present invention.
유사도 계산(S601) 및 거리 차이 수치를 구하는 단계(S602)를 진행한 이후에 거리 차이가 적은 순으로 대상 후보에 순위를 부여한다.(S603)After the similarity calculation step S601 and the step S602 of obtaining the distance difference value are performed, the candidates are ranked in descending order of the distance difference (S603)
그리고 해당 순위에 따라 대상 후보에 데이터 명을 게시한다.(S604)Then, the data name is posted to the target candidate according to the rank (S604)
이어, 대상 후보의 데이터 정보를 제공하고(S605), 데이터 정보가 사전에 입력한 정보와 비슷하거나 최종적으로 검출하고자 하는 대상으로 추정되는 대상을 선택한다. 해당 대상에 대한 정보가 유효한지 관련 기관의 사용자가 확인한다.(S606) Next, data information of the target candidate is provided (S605), and an object similar to or similar to the information inputted by the data information is selected as the target to be finally detected. The user of the related organization confirms whether the information about the corresponding object is valid (S606)
내용의 확인이 종료되면 해당 대상자들에게 정보를 제공한다.(S607)When the contents are confirmed, information is provided to the corresponding subjects (S607)
이와 같은 결과 정보를 출력하는 과정은 상기의 내용으로 제한되지 않고 환경이나 상황에 따라 변경될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.It should be understood that the process of outputting the result information is not limited to the above-described contents, but may be changed according to circumstances or circumstances.
본 발명에서 온라인 상에서 프로그램을 활용하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of utilizing the program on-line in the present invention will be described as follows.
도 7은 본 발명에서 온라인상의 프로그램 활용하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of using a program on-line in the present invention.
먼저, 웹사이트 접속을 통해 서비스에 접근하여(S701), 웹사이트의 양식에 맞게 정보를 입력한다.(S702)First, the service is accessed through the website connection (S701), and information is inputted in accordance with the format of the website (S702)
결과값을 어플리케이션 서버로 전송한 뒤 대상 검출 과정을 시행한다.(S703)After the result value is transmitted to the application server, the object detection process is performed (S703)
도 3의 후보군 등록 과정 및 도 4의 비교할 대상 등록, 도 5의 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하고 검출하는 과정을 포함하는 검출과정을 수행한다.(S704)A candidate group registration process of FIG. 3, a comparison target registration of FIG. 4, and a process of generating and detecting virtual data to be compared with the candidate group of FIG. 5 (S704)
여기서, 웹사이트를 통한 접속에 의해 실종가족 찾기 서버에서 이 3가지의 기능이 독립적으로 실행될 수 있다.Here, these three functions can be executed independently in the missing family searching server by access through the website.
결과값을 클라이언트 웹으로 전송한 뒤(S705), 결과를 출력한다.(S706)After transmitting the result value to the client web (S705), the result is outputted (S706)
그리고 본 발명에 따른 최종 대상을 검출하기까지의 전 과정을 설명하면 다음과 같다.The entire process of detecting the final object according to the present invention will now be described.
도 8은 본 발명에 따른 최종 대상을 검출하기까지의 전 과정을 나타낸 플로우차트이다.FIG. 8 is a flowchart showing the entire process up to the detection of the final object according to the present invention.
도 8의 S801 ~ S808 단계는 도 4의 비교할 대상 등록 과정이고, 도 8의 S821 ~ S825 단계는 도 3의 후보군 등록 과정이고, 도 8의 S809 ~ S820 단계는 도 5의 도 5의 후보군과 비교할 가상 데이터 생성하고 검출하는 과정이다.8, the steps S801 to S808 of FIG. 8 are the target registration processes to be compared, the steps S821 to S825 of FIG. 8 are the candidate group registration process of FIG. 3, and the steps S809 to S820 of FIG. 8 are compared with the candidate group of FIG. It is a process of generating and detecting virtual data.
그리고 도 9a내지 도 9g는 본 발명에 따른 실종 가족 찾기 방법을 통한 대상 검출 과정 및 결과를 나타낸 구성도이다.9A to 9G are block diagrams illustrating an object detection process and a result through a method of searching for a missing family member according to the present invention.
먼저, 도 9a의 910은 얼굴 검출 과정을 나타낸 것이다.First,
그리고 도 9b의 920은 결과 출력의 일 예를 나타낸 것으로, 입력 영상과의 유사도(정보간의 거리 등)와 해당 영상의 파일명, 랭킹 등을 출력 화면에서 확인할 수 있다.9B shows an example of the result output, and it is possible to confirm the similarity (distance between information) with the input image, the file name of the corresponding image, ranking, and the like on the output screen.
그리고 도 9c의 930은 두 가지 이상의 영상을 입력 받고 그 영상들을 조합하고 활용하여 가상의 데이터를 추출해내고 그 데이터를 영상으로 나타낸 것이다.In 930 of FIG. 9C, two or more images are input, and the images are combined and utilized to extract virtual data, and the data is represented as an image.
그리고 도 9d의 940은 결과 출력의 일 예를 나타낸 것으로, 입력 영상을 활용하여 가상 데이터를 추출하였고 그 데이터와의 유사도에 따라 영상이 출력이 된다. 또한 유사도의 정도(정보간의 거리 등)와 해당 영상의 파일명,랭킹 등을 출력한다.9D shows an example of the result output. The virtual data is extracted using the input image, and the image is output according to the degree of similarity with the data. It also outputs the degree of similarity (distance between information, etc.) and the file name, ranking, etc. of the corresponding image.
그리고 도 9e의 950은 온라인 상의 프로그램 활용에 해당하는 예를 나타낸 것으로, 입력할 영상에 따라 사용자는 활용할 정보를 선택할 수 있다.In FIG. 9E,
그리고 도 9f의 960은 영상을 입력하고 해당 대상의 기본적인 정보인 메타 데이터(이름, 나이, 인종, 주소, 특징, 기타사항 등)를 등록하는 정보 입력 과정에 관한 예를 나타낸 것이다.In FIG. 9F,
그리고 도 9g의 970은 도 7의 S704 단계에 해당하는 것으로 대상검출 과정을 나타낸 것이다.And 970 of FIG. 9G corresponds to the step S704 of FIG. 7, which shows the object detection process.
그리고 도 9h의 980은 도 7의 S706 단계를 나타낸 것으로 결과출력에 해당하는 것이다.And 980 of FIG. 9H shows step S706 of FIG. 7, which corresponds to the result output.
이상의 설명에서 사용되는 가족의 얼굴 영상은 실종 아동(실종 이전에 있던 사진을 이용한) 등 본인의 얼굴 영상 또는 가족의 얼굴 영상이며 부모가 없는 경우, 형제 또는 친척의 얼굴 영상이다.The face image of a family used in the above description is a facial image of a person such as a missing child (using a photograph before the disappearance) or a face image of a family, and a face image of a brother or relative when there is no parent.
기본적으로 부모의 얼굴을 이용하여 얼굴 계수 비교를 하는 것을 일 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 두 명 이상의 형제/자매의 얼굴 계수를 비교하여 실종 가족을 찾는 것도 가능함은 당연하다.Basically, the face coefficient comparison using the face of the parent has been described as an example. However, it is natural that it is possible to find the missing family by comparing the face coefficients of two or more siblings.
그리고 이상의 설명에서 사용되는 얼굴 정보는 단순 얼굴이 아니라, 상반신이 포함된 영상이 사용되는 것이 바람직하다.It is preferable that the face information used in the above description is not a simple face but an image including an upper body.
이와 같은 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체는 한 가지의 대상뿐만 아니라 둘 이상의 대상에 관한 영상을 활용하여 가상의 데이터를 추출하여 얼굴에 관한 영상과 대상에 관한 정보들을 활용하여 가족관계를 증명하여 대상을 검색하는 방법이다.The missing family searching system and method using face information according to the present invention and the recording medium on which the program implementing the same are recorded can be used for extracting virtual data using images related to two or more objects as well as one object, It is a method to search for objects by proving family relations using information about images and objects.
또한, 온라인에서도 본 발명의 알고리즘을 활용할 수 있으므로 다양한 환경에서도 활용이 가능하고 검출 성능 또한 강인하다.In addition, since the algorithm of the present invention can be utilized online, it can be utilized in various environments and the detection performance is robust.
그리고 본 발명은 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법을 통하여 실종 가족을 찾기를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체를 포함한다.The present invention includes a system for searching for a missing family using face information, and a recording medium on which a program for realizing searching for a missing family is recorded.
이와 같은 본 발명에 따른 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템 및 방법 그리고 이를 구현하는 프로그램을 기록한 기록 매체는 얼굴 영상 분석을 이용한 가족을 찾는 과정에서 유효성 검사를 거친 적어도 1명 이상의 가족의 각 얼굴 영상에서 큰 특징만을 추출하여 수치화한 데이터를 조합하여 비교하므로 정확도가 높다.The system and method for finding a missing family using face information according to the present invention and the recording medium on which the program for implementing the same are recorded can be used in face images of at least one family who has undergone validation in the process of finding a family using facial image analysis The accuracy is high because it combines data obtained by extracting only large features and digitized data.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.
100. 사용자 단말 200. 통신망
300. 실종가족 찾기서버 400. 대상 후보 DB100.
300. Missing
Claims (11)
사용자 단말에서 전송된 얼굴 영상을 받아 유효성 검사를 거친 후 영상 내에서 얼굴을 검출하고 검출된 얼굴의 특징을 수치화한 데이터인 얼굴 계수를 기준으로 대상 후보군과 비교하여 얼굴 영상을 선별하는 실종 가족 찾기 서버;
실종 가족 찾기 서버에서 만들어진 얼굴 정보를 저장하는 대상 후보 DB;를 포함하고,
상기 실종 가족 찾기 서버는,
검출할 대상의 후보에 해당하는 영상이 입력되는 단계와, 해당 대상의 이름, 나이, 인종, 주소, 특징을 포함하는 메타 데이터를 등록하는 정보 입력 단계와, 유효성 검사 단계와, 수행 가능한 영상으로 판단되면 영상이 일정 크기 이상이고 얼굴이 검출 가능한 영상인지 판단하여 얼굴 검출을 하는 단계와, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 결과를 저장하는 단계를 포함하는 대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보 등록 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 수치화된 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템.A user terminal for inputting a video of a missing person's family or a video of a missing person;
A face detection unit for detecting faces in the image after receiving the facial image transmitted from the user terminal, and comparing the detected facial features with the face candidates, ;
And a target candidate DB for storing face information created by a missing family member server,
The missing family searching server comprises:
A step of inputting an image corresponding to a candidate of an object to be detected; an information input step of registering metadata including a name, an age, an race, an address, and a characteristic of the object; A step of selecting a database to be stored, and a step of selecting a file name and storing a result, in a target candidate registration step for storing the result in a target candidate DB And a face detection unit for detecting face information of the missing person based on the face information.
대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보를 등록하는 후보군 등록부와,
입력 영상을 활용하여 후보군과 비교할 가상 데이터를 생성하여 등록하는 입력 정보 등록부와,
상기 후보군 등록부를 통하여 등록된 후보군과 입력 정보 등록부를 통하여 등록된 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data) 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위를 추출하는 데이터 비교 분석부와,
상기 데이터 비교 분석부의 추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 제공하는 결과 정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템.The method according to claim 1,
A candidate group registering unit for registering candidate candidates to be stored in the candidate candidate DB,
An input information registration unit for generating and registering virtual data to be compared with a candidate group using an input image,
A data comparison and analysis unit for comparing and analyzing the digitized image information and meta data information of the input image registered through the candidate group registration unit and the input image registered through the input information registration unit and extracting the ranking based on the degree of the difference; Wow,
And a result information output unit for outputting information on the detection target according to the extraction result of the data comparison and analysis unit and providing the information to the target user.
검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 찾을 대상을 후보군으로 등록하는 단계를 수행하여 검출할 대상이 될 후보들을 등록하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템.3. The apparatus according to claim 2,
A step of registering information to be detected, a step of selecting face elements from the image, a step of storing the selected face image, and a step of registering a search target as a candidate group to register candidates to be detected A Missing Family Finder System Using Face Information.
영상의 수와 종류에 따라 정보를 등록하는 단계, 검출할 대상의 정보를 등록하는 단계, 영상에서 얼굴 요소를 선별하는 단계, 선별한 비교 매칭할 대상의 얼굴 영상을 저장하는 저장 단계, 입력 대상으로 등록하는 단계를 수행하여 입력 영상 및 정보로 활용할 대상을 등록하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 시스템.The information processing apparatus according to claim 2,
A step of registering information according to the number and kind of images, a step of registering information to be detected, a step of selecting facial elements from the image, a storing step of storing a face image of the selected comparative matching object, And registers an object to be used as an input image and information by performing a registration step.
검출할 대상의 후보에 해당하는 영상이 입력되는 단계와, 해당 대상의 이름, 나이, 인종, 주소, 특징을 포함하는 메타 데이터를 등록하는 정보 입력 단계와, 유효성 검사 단계와, 수행 가능한 영상으로 판단되면 영상이 일정 크기 이상이고 얼굴이 검출 가능한 영상인지 판단하여 얼굴 검출을 하는 단계와, 저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 결과를 저장하는 단계를 포함하는 대상 후보 DB에 저장하기 위한 대상 후보 등록이 이루어지는 단계;
입력 영상을 사용하여 후보군과 비교할 가상 데이터가 생성되어 등록이 이루어지는 단계;
등록된 입력 영상의 수치화된 영상 정보와 메타 데이터(Meta data) 정보들을 비교 분석하여 그 차이의 정도를 바탕으로 순위 추출이 이루어지는 단계;
추출 결과에 따라 검출 대상에 관한 정보를 출력하고 해당 정보를 활용할 대상자에게 전송하는 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법.In the control of missing family finding system using face information,
A step of inputting an image corresponding to a candidate of an object to be detected; an information input step of registering metadata including a name, an age, an race, an address, and a characteristic of the object; A step of selecting a database to be stored, and a step of selecting a file name and storing a result, the target candidate registration for storing in the target candidate DB, ;
Generating virtual data to be compared with a candidate group using an input image and registering the virtual data;
Comparing and analyzing the digitized image information and meta data information of the registered input image, and performing rank extraction based on the degree of the difference;
And outputting the information about the detection target according to the extraction result and transmitting the information to the target to utilize the information.
얼굴을 검출 시 영상의 여백 없이 얼굴만이 검출이 되도록 가로 및 세로의 비율을 고려하여 ROI(Region of interest)를 선정하고,
결과 저장 단계에서는 데이터베이스가 지정되면 조명에 의한 밝기를 정규화하고 노이즈를 제거(Median filtering등)처리하고 영상의 크기를 임의의 크기로 변환(size conversion)하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법.6. The method according to claim 5,
The ROI (Region of Interest) is selected in consideration of the ratio of the horizontal and vertical lengths so that only the face can be detected without the margin of the image when detecting the face,
In the result storing step, when the database is designated, the brightness is normalized by illumination, the noise is removed (median filtering), and the size of the image is converted to an arbitrary size (size conversion) Way.
입력 영상이 하나에 해당하는 경우에,
비교 매칭할 대상에 해당하는 영상이 입력되는 단계와,
검출할 대상에 관한 정보를 입력하는 단계와,
유효성 검사를 수행하고 수행 가능한 영상으로 판단되면 얼굴 검출을 하는 단계와,
저장할 데이터베이스를 선택하고 파일명을 선택하여 1차 결과를 저장하는 단계와,
가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동의 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법.6. The method of claim 5, wherein the virtual data to be compared with the candidate group using the input image is generated and registered,
If the input image corresponds to one,
A step of inputting an image corresponding to an object to be compared,
Inputting information on an object to be detected;
Performing validation and performing face detection if it is determined that the image is executable,
Selecting a database to be stored and selecting a file name to store a primary result,
Comparing the digitized data of the facial features of the family with the digitized data of the candidate candidate DB of the missing child, calculating the similarity, and outputting the result.
입력 영상이 2개 이상에 해당하는 경우에,
해당 대상의 이름, 나이, 인종, 주소, 특징을 포함하는 메타 데이터를 등록하기 위한 정보 입력을 하는 단계;
영상 1(부)이 입력되면, 유효성 검사를 수행하고, 얼굴 검출을 하여 1차 결과를 저장하는 단계와,
영상 2(모)이 입력되면, 유효성 검사를 수행하고, 얼굴 검출을 하여 1차 결과를 저장하는 단계와,
검출할 대상과의 매칭 확률을 높이기 위해 영상 1(부) 및 영상 2(모)를 기초한 데이터를 조합하는 단계와,
가족 얼굴 특징의 수치화된 데이터와 실종 아동의 대상 후보 DB의 수치화된 데이터 모두를 비교하여 유사도 계산을 하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법.6. The method of claim 5, wherein the virtual data to be compared with the candidate group using the input image is generated and registered,
When the input image corresponds to two or more,
Inputting information for registering metadata including name, age, race, address, and characteristic of the corresponding object;
Performing a validity check if the image 1 (part) is inputted, performing face detection and storing a primary result,
Performing a validity check if the image 2 (parent) is inputted, performing a face detection and storing a primary result,
Combining data based on image 1 (part) and image 2 (part) to increase the matching probability with the object to be detected,
Comparing the digitized data of the facial features of the family with the digitized data of the candidate candidate DB of the missing child, calculating the similarity, and outputting the result.
유사도 계산 및 거리 차이 수치를 구하는 단계를 진행한 이후에 거리 차이가 적은 순으로 대상 후보에 순위를 부여하는 단계와,
해당 순위에 따라 대상 후보에 데이터 명을 게시하는 단계와,
대상 후보의 데이터 정보를 제공하는 단계와,
제공된 데이터 정보에서 최종적으로 검출하고자 하는 대상으로 추정되는 대상을 선택하는 단계와,
해당 대상에 대한 정보가 유효한지를 판단하고 내용의 확인이 종료되면 해당 대상자들에게 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 정보를 이용한 실종 가족 찾기 방법.6. The method according to claim 5, wherein the step of outputting the information about the detection target according to the extraction result and transmitting the information to the target user,
Calculating a degree of similarity and obtaining a distance difference value, ranking the candidate candidates in descending order of distance difference,
Posting a data name to the target candidate according to the ranking;
Providing data information of an object candidate;
Selecting an object to be ultimately estimated as an object to be detected from the provided data information,
Determining whether the information about the corresponding object is valid, and providing information to the corresponding subjects upon completion of the confirmation of the contents.
A recording medium on which a program for realizing a missing family searching method using the face information of claim 5 is recorded.
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