KR101798979B1

KR101798979B1 - 스마트 횡단보도 신호등 시스템

Info

Publication number: KR101798979B1
Application number: KR1020170008194A
Authority: KR
Inventors: 오동근
Original assignee: 오동근
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2017-11-17

Abstract

본 발명은 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 횡단보도를 보행하는 보행자의 얼굴을 촬영하고 인식하고 인식된 얼굴의 특징을 분석한 정보와 입력한 인물의 얼굴의 특징과 비교하여 입력한 인물과 가장 유사한 인물을 얼굴의 특징이 분석된 보행자 중에 검색하는 것을 통해 빠른 시간 안에 찾아야 하는 누군가를 쉽게 찾아, 실종자나 미아나 범죄자 또는 무단횡단자를 빠르게 검색하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관한 것이다.

Description

스마트 횡단보도 신호등 시스템{Smart Pedestrian Traffic Light System}

본 발명은 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 횡단보도를 보행하는 보행자의 얼굴을 촬영하고 인식하고 인식된 얼굴의 특징을 분석한 정보와 입력한 인물의 얼굴의 특징과 비교하여 입력한 인물과 가장 유사한 인물을 얼굴의 특징이 분석된 보행자 중에 검색하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관한 것이다.

일반적인 지능형 감시 시스템에서 사용하는 감시용 카메라는 지상 6m 이상의 높이에 설치되어 아래를 내려다보는 환경으로 촬영하고 있어서, 촬영된 영상 내에 얼굴이 아래로 회전(pitch)된 상태이므로 얼굴 인식에 어려움이 있고, 촬영하는 사람들이 카메라를 쳐다보지 않고 움직이므로 이로 말미암은 얼굴의 회전(pitch 및 yaw) 및 움직임에 대한 블러(motion blur)가 많아서 일반적으로든 특수용도로든 얼굴 인식을 적용하기 어려운 상황이다.

따라서, 횡단보도마다 설치하는 횡단보도 신호등(운전자가 보는 방향이 아닌 보행자가 보는 보행신호등 기둥)에 카메라를 설치하여 횡단보도 맞은편 영상을 촬영하는 경우, 카메라가 설치된 신호등의 높이가 높지 않고 (2m 이내), 또한 횡단보도 맞은편 사람들이 보행 정지 신호 시, 정지된 상태에서 일반적으로 신호등을 쳐다보는 경향이 많으므로 신호등에 설치된 카메라로 촬영하였을 때 얼굴 회전 및 움직임이 많지 않은 좋은 품질(good quality)의 얼굴 영상을 얻을 수 있고, 최근 카메라 및 얼굴 인식 기술의 급격한 발전으로, 지능형 감시 시스템에서의 얼굴 인식을 통해 실종자 및 미아의 얼굴을 검색하여 빠른 시간에 실종자 및 미아를 찾기 위한 기술의 필요성이 있다.

공개특허 10-2015-0027526 공개특허 10-2015-0117975 등록특허 10-1355589

본 발명이 해결하려는 과제는, 상기 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 횡단보도 앞에 신호등에 카메라를 통해 촬영된 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하여 추후 또는 실시간으로 실종자나 미아나 범죄자 등의 빠른 시간 안에 찾아야 하는 누군가를 쉽게 찾을 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관한 것으로서, 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 있어서, 신호등(100)의 맞은 편에 위치한 보행자를 촬영하고 촬영된 영상을 서버(200)에 전송하는 신호등(100); 및 상기 신호등(100)을 통해 촬영된 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 상기 얼굴의 특징을 추출하는 서버(200);를 포함한다.

또한 이때, 상기 신호등(100)은 상기 신호등(100)의 맞은 편에 서있거나 상기 신호등(100)의 맞은 편에서 상기 신호등(100)으로 걸어오는 보행자를 촬영하는 카메라(110); 및 상기 카메라(110)가 촬영한 영상을 상기 서버(200)로 전송하는 통신부(120);를 포함한다.

또한 이때, 상기 서버(200)는 상기 신호등(100)이 촬영하고 전송하는 영상을 전송 받는 서버통신부(210); 상기 서버통신부(210)가 전송 받은 영상을 처리하여 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징을 인식하는 처리부(220); 상기 처리부(220)에 의해 인식된 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징과 상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 상기 영상과 상기 영상이 상기 신호등(100)을 통해 촬영된 시간과 상기 영상을 촬영한 상기 신호등(100)의 위치를 저장하는 저장부(230); 및 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징에서 입력된 얼굴의 특징과 가까운 얼굴의 특징을 찾는 검색부(240);를 포함한다.

또한 이때, 상기 처리부(220)는 상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 영상에서 보행자를 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자의 얼굴 영상을 정면을 바라보고 있는 영상으로 변환하는 변환부(221); 상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 얼굴의 가로 및 세로 길이와 눈과 코와 입과 턱을 검출하는 검출부(222); 및 상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 상기 검출부(222)를 통해 검출된 눈과 코와 입과 턱의 위치에 대한 정보를 추출하는 특징추출부(223);를 포함한다.

또한 이때, 상기 검색부(240)는 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 검색하기 위해 검색 하자고 하는 얼굴의 특징을 입력하는 입력부(241); 상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징과 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 비교하여 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징과 상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징의 차이를 계산하는 비교부(242); 및 상기 비교부(242)를 통해 계산된 차이가 작은 얼굴의 특징에 해당하는 얼굴의 보행자가 촬영된 영상과 상기 영상이 촬영된 시간과 상기 영상이 촬영된 상기 신호등(100)의 위치를 출력하는 출력부(243);를 포함한다.

본 발명에 따르면 횡단보도 앞에 신호등에 카메라를 통해 촬영된 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하여, 빠른 시간 안에 찾아야 하는 누군가를 쉽게 찾아, 실종자나 미아나 범죄자 또는 무단횡단자를 빠르게 검색 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템을 나타내기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템을 나타내기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템의 처리부(220)를 나타내기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템의 검색부(240)를 나타내기 위한 블록도이다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 관해 도 1 내지 4를 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템을 나타내기 위한 예시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 스마트 횡단보도 신호등 시스템에 있어서, 신호등(100)의 맞은 편에 위치한 보행자를 촬영하고 촬영된 영상을 서버(200)에 전송하는 신호등(100)과 상기 신호등(100)을 통해 촬영된 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 상기 얼굴의 특징을 추출하는 서버(200)로 이루어진다.

아울러, 상기 신호등(100)의 바람직한 실시 예는 기존의 신호등에 에드온 형식으로 설치하거나 기존의 신호등의 기능까지 수행하도록 되어 있는 것이다.

또한 아울러, 상기 서버(200)의 바람직한 실시 예는 상기 신호등(100)과 별도로 구성하거나 상기 신호등(100)과 같이 함께 구성하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템을 나타내기 위한 블록도이다.

이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 신호등(100)은 상기 신호등(100)의 맞은 편에 서있거나 상기 신호등(100)의 맞은 편에서 상기 신호등(100)으로 걸어오는 보행자를 촬영하는 카메라(110)와 상기 카메라(110)가 촬영한 영상을 상기 서버(200)로 전송하는 통신부(120)로 이루어진다.

아울러, 상기 카메라(110)의 바람직한 실시 예는 통신부(120)를 통해 상기 서버(200)에 실시간으로 영상을 전송가능 하도록 구성하는 것이다. 아울러, 상기 실시간이라는 의미는 영상과 시간의 지연이 전혀 없다는 의미가 아나라 통상적으로 현재 상태라고 볼 수 있을 만한 지연 시간을 포함하는 것이다.

또한 아울러, 상기 통신부(120)의 바람직한 실시 예는 유선(LAN, WAN 등) 또는 무선(LTE, 3G, wifi 등) 방식의 송수신 기술을 사용하거 구성하는 것이다.

또한 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 서버(200)는 상기 신호등(100)이 촬영하고 전송하는 영상을 전송 받는 서버통신부(210)와 상기 서버통신부(210)가 전송 받은 영상을 처리하여 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징을 인식하는 처리부(220)와 상기 처리부(220)에 의해 인식된 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징과 상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 상기 영상과 상기 영상이 상기 신호등(100)을 통해 촬영된 시간과 상기 영상을 촬영한 상기 신호등(100)의 위치를 저장하는 저장부(230)와 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징에서 입력된 얼굴의 특징과 가까운 얼굴의 특징을 찾는 검색부(240)로 이루어진다.

아울러, 상기 서버통신부(210)의 바람직한 실시 예는 유선(LAN, WAN 등) 또는 무선(LTE, 3G, wifi 등) 방식의 송수신 기술을 사용하거 구성하는 것이다.

또한 아울러, 상기 저장부(230)의 바람직한 실시 예는 표준화된 DB형식으로 저장하는 것이다. 이는 다른 시스템에 쉽게 적용할 수 있도록하기 위함이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템의 처리부(220)를 나타내기 위한 블록도이다.

또한 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 처리부(220)는 상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 영상에서 보행자를 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자의 얼굴 영상을 정면을 바라보고 있는 영상으로 변환하는 변환부(221)와 상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 얼굴의 가로 및 세로 길이와 눈과 코와 입과 턱을 검출하는 검출부(222)와 상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 상기 검출부(222)를 통해 검출된 눈과 코와 입과 턱의 위치에 대한 정보를 추출하는 특징추출부(223)로 이루어진다.

아울러, 상기 변환부(221)가 보행자의 얼굴 영상을 정면을 바라보고 있는 영상으로 변환하는 바람직한 실시 예는 인식하고 추출한 보행자의 얼굴 영상에서 얼굴의 주요 부분 67곳에 점을 찍어 델로네 삼각 분할법으로 얼굴의 윤곽을 나눈 후 3차원으로 변환한 후 얼굴 특징의 중요도에 따라 밝기를 조절한 후 67개의 점을 기준으로 3차원 얼굴을 정면을 바라보는 2차원으로 변환하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 얼굴의 가로 길이를 검출하는 바람직한 실시 예는 얼굴 영상 중앙의 수평선인 수평중앙선의 길이를 측정하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 얼굴의 세로 길이를 검출하는 바람직한 실시 예는 얼굴 영상의 영상의 수평중앙선의 중앙을 수직으로 가로 지르는 선인 수직중앙선의 길이를 측정하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 눈을 검출하는 바람직한 실시 예는 수평중앙선 위와 수직중앙선 왼쪽에 존재하고 대칭되는 위치에도 존재하며 1쌍인 것을 검출하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 코를 검출하는 바람직한 실시 예는 상기 검출한 눈의 아래에 위치하고 상기 검출한 눈 사이에 존재하는 것을 검출하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 입을 검출하는 바람직한 실시 예는 상기 검출한 코 아래에 존재하고 상기 검출한 눈의 외곽 영역 안에 존재하고 1개인 것을 검출하는 것이다.

또한 아울러, 상기 검출부(222)가 얼굴 영상에서 덕을 검출하는 바람직한 실시 예는 상기 검출한 코의 아래를 지나는 수평선 보다 아래의 상기 얼굴 영상의 외곽을 덕으로 검출하는 것이다.

또한 아울러, 상기 특징추출부(223)가 눈과 코와 입과 턱의 위치에 대한 정보를 추출하는 바람직한 실시 예는 상기 검출부(222)에서 검출한 얼굴의 가로 및 세로 길이를 기준으로 눈과 입과 코간의 거리의 비율에 대한 정보와 눈과 코와 입과 턱간의 각도에 대한 정보를 추출하는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 횡단보도 신호등 시스템의 검색부(240)를 나타내기 위한 블록도이다.

또한 이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 검색부(240)는 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 검색하기 위해 검색 하자고 하는 얼굴의 특징을 입력하는 입력부(241)와 상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징과 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 비교하여 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징과 상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징의 차이를 계산하는 비교부(242)와 상기 비교부(242)를 통해 계산된 차이가 작은 얼굴의 특징에 해당하는 얼굴의 보행자가 촬영된 영상과 상기 영상이 촬영된 시간과 상기 영상이 촬영된 상기 신호등(100)의 위치를 출력하는 출력부(243)로 이루어진다.

아울러, 상기 출력부(243)가 차이가 작은 얼굴에 해당되는 보행자의 영상과 시간과 위치를 출력하는 바람직한 실시 예는 상기 차이가 가장 작은 보행자부터 오름차순으로 정렬하여 출력하는 것이다.

또한 아울러, 차이가 가장 작은 보행자부터 그 다음 차이가 작은 보행자 또 그 다음 차이가 작은 보행자를 정렬할 때 5명 내지 10명의 보행자를 정렬한다.

또한 아울러, 상기 출력부(243)가 출력하는 바람직한 실시 예는 표준화된 DB형식으로 출력하는 것이다. 이는 다른 시스템에 쉽게 적용할 수 있도록 하기 위함이다.

또한 , 본 발명의 기술적 특징은 보행자를 위한 교통신호보조시스템에도 그대로 적용이 가능하다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.

100: 신호등
110: 카메라
120: 통신부
200: 서버
210: 서버통신부
220: 처리부
221: 변환부
222: 검출부
223: 특징추출부
230: 저장부
240: 검색부
241: 입력부
242: 비교부
243: 출력부

Claims

스마트 횡단보도 신호등 시스템에 있어서,
신호등(100)의 맞은 편에 위치한 보행자를 촬영하고 촬영된 영상을 서버(200)에 전송하는 신호등(100); 및
상기 신호등(100)을 통해 촬영된 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 상기 얼굴의 특징을 추출하는 서버(200);
를 포함하되,
상기 서버(200)는
상기 신호등(100)이 촬영하고 전송하는 영상을 전송 받는 서버통신부(210);
상기 서버통신부(210)가 전송 받은 영상을 처리하여 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징을 인식하는 처리부(220);
상기 처리부(220)에 의해 인식된 상기 보행자의 얼굴과 상기 얼굴의 특징과 상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 상기 영상과 상기 영상이 상기 신호등(100)을 통해 촬영된 시간과 상기 영상을 촬영한 상기 신호등(100)의 위치를 저장하는 저장부(230); 및
상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징에서 입력된 얼굴의 특징과 가까운 얼굴의 특징을 찾는 검색부(240);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템
제1항에 있어서,
상기 신호등(100)은
상기 신호등(100)의 맞은 편에 서있거나 상기 신호등(100)의 맞은 편에서 상기 신호등(100)으로 걸어오는 보행자를 촬영하는 카메라(110); 및
상기 카메라(110)가 촬영한 영상을 상기 서버(200)로 전송하는 통신부(120);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템
삭제
제1항에 있어서,
상기 처리부(220)는
상기 서버통신부(210)를 통해 전송 받은 영상에서 보행자를 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자 영상에서 보행자의 얼굴을 인식하고 추출한 후 인식하고 추출한 보행자의 얼굴 영상을 정면을 바라보고 있는 영상으로 변환하는 변환부(221);
상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 얼굴의 가로 및 세로 길이와 눈과 코와 입과 턱을 검출하는 검출부(222); 및
상기 변환부(221)를 통해 변환한 얼굴 영상에서 상기 검출부(222)를 통해 검출된 눈과 코와 입과 턱의 위치에 대한 정보를 추출하는 특징추출부(223);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템
제1항에 있어서,
상기 검색부(240)는
상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 검색하기 위해 검색 하자고 하는 얼굴의 특징을 입력하는 입력부(241);
상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징과 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징을 비교하여 상기 저장부(230)에 저장된 얼굴의 특징과 상기 입력부(241)를 통해 입력된 얼굴의 특징의 차이를 계산하는 비교부(242); 및
상기 비교부(242)를 통해 계산된 차이가 작은 얼굴의 특징에 해당하는 얼굴의 보행자가 촬영된 영상과 상기 영상이 촬영된 시간과 상기 영상이 촬영된 상기 신호등(100)의 위치를 출력하는 출력부(243);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 횡단보도 신호등 시스템