KR102053295B1 - Method and apparatus for determining infections using a face temperature distribution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법과 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열화상 카메라로 대상자의 열화상을 획득하고, 획득된 열화상으로부터 복수의 관심 영역의 온도를 검출하여 상기 복수의 관심 영역의 온도로부터 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법과 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for determining a subject's disease infection using a temperature distribution of a face, and more particularly, to obtain a subject's thermal image using a thermal imaging camera, and to obtain a plurality of regions of interest from the obtained thermal image. The present invention relates to a method and apparatus for determining whether a subject is infected with a disease by detecting temperatures of the plurality of regions of interest.
Description
본 발명은 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법과 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열화상 카메라로 대상자의 열화상을 획득하고, 획득된 열화상으로부터 복수의 관심 영역의 온도를 검출하여 상기 복수의 관심 영역의 온도로부터 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법과 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for determining a subject's disease infection using a temperature distribution of a face, and more particularly, to obtain a subject's thermal image using a thermal imaging camera, and to obtain a plurality of regions of interest from the obtained thermal image. The present invention relates to a method and apparatus for determining whether a subject is infected with a disease by detecting temperatures of the plurality of regions of interest.
최근, 메르스 코로나 바이러스(중동지역에서 집중적으로 발생한 신종 베타코로나 바이러스에 의한 감염증으로 2003년 발생한 중증급성호흡기 증후군(SARS)과 유사하나 치사율은 30% 정도로, 7~14일의 잠복기 이후 고열, 흉통과 함께 기침, 호흡곤란, 폐렴 등의 심한 호흡기 증상을 일으킴)와 같은 예방약이나 치료약이 개발되지 아니한 변종된, 바이러스성 병원체가 유행하는 경우가 종종 있어 사회적 불안 요인이 되고 있는 실정이다. 2009년 미국에서 발병한 신종 인플루엔자(신종플루)는 메르스와 비슷한 형태의 호흡기 질환을 유발하는 바이러스로 전 세계에서 약 18000명 이상의 사망자가 발생하기도 했다. Recently, MERS-Corona virus (infectious disease caused by the new beta-Corona virus in the Middle East is similar to Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) in 2003, but the mortality rate is about 30%. In addition, strains that cause severe respiratory symptoms such as coughing, shortness of breath, and pneumonia have been developed, and viral pathogens, which have not been developed, are often prevalent, causing social anxiety. Influenza A (H1N1), which occurred in the United States in 2009, is a virus that causes respiratory diseases similar to MERS, causing more than 18,000 deaths worldwide.
이러한 전염성 질병의 확산을 막기 위해서는 감염자의 신속한 진단과 적절한 격리 조치가 무엇보다 요구된다. 전염성 질병의 하나의 증상으로서 고열을 들 수 있고, 따라서 대상자의 체온을 직접 측정하거나, 비접촉식으로 열화상 카메라를 이용하여 고열의 여부를 측정하여 상기 전염성 질병을 초기 진단하고 있다. To prevent the spread of communicable diseases, prompt diagnosis and proper containment of infected people are needed. As a symptom of an infectious disease, a high fever can be mentioned. Therefore, the infectious disease is initially diagnosed by directly measuring the body temperature of the subject or by measuring the presence or absence of a high fever using a thermal imaging camera.
그러나, 대상자의 체온을 직접 측정하는 방법은, 만약 대상자가 감염자이면 측정자도 감염의 우려가 있고, 공항이나 여객 터미널과 같은 다수의 사람을 동시에 체크해야 하는 경우에는 물리적으로 불가능하다. 이에 따라 비접촉식 방식으로 사람들을 촬영하여 전염성 질병 감염의 일환일 수 있는 고열 여부를 즉각적으로 확인할 수 있는 열화상 카메라를 공항, 여객 터미널, 병원 등 공공 장소나 수많은 사람이 출입하는 출입문에 등에 설치하여 이동하는 사람들의 신체 발열을 스캔하여 신속하게 감염 여부를 판단하고 질병 확산의 가능성을 줄이고 있다. However, the method of directly measuring the body temperature of a subject is physically impossible if the subject is infected, and the measurer may also be infected, and if multiple persons such as an airport or a passenger terminal must be checked at the same time. Accordingly, thermal imaging cameras, which can be used to photograph people in a non-contact manner and immediately check whether there is a high fever that may be a part of an infectious disease infection, are installed in public places such as airports, passenger terminals, hospitals, or doors where numerous people enter and exit. Scanning people's fever is used to quickly detect infection and reduce the likelihood of spreading the disease.
그러나, 이러한 비접촉식의 열화상 카메라도 대상자 주변의 온도 분위기에 따라 오차가 생기고, 특히 대상자의 체온이 주위 날씨나 주위 온도에 따라 변화가 있기 때문에, 단순히 체온만으로 질병 감염 여부를 판단하기에는 부정확하다는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015--0129937호(2015.11.23.)에 개시되어 있다.However, such a non-contact thermal imaging camera also has an error depending on the temperature atmosphere around the subject, and in particular, because the subject's body temperature varies depending on the ambient weather or the ambient temperature, it is incorrect to determine whether the disease is infected simply by body temperature. have.
The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015--0129937 (Nov. 23, 2015).
이에 따라, 현재 이용되고 있는 비접촉식의 열화상 카메라를 이용하면서도 대상자의 질병 감염 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있는 새로운 매커니즘이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a new mechanism that can more accurately determine whether a subject is infected while using a non-contact thermal imaging camera currently in use.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열화상 카메라로 대상자의 열화상을 획득하고, 획득된 열화상으로부터 복수의 관심 영역의 온도를 검출하여 상기 복수의 관심 영역의 온도를 비교함으로써 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법과 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and obtains a thermal image of the subject with a thermal imaging camera, and compares the temperatures of the plurality of regions of interest by detecting the temperature of the plurality of regions of interest from the obtained thermal image The purpose is to provide a method and apparatus for determining whether a subject is infected with a disease.
또한, 본 발명은 대상자의 질병 감염 여부를 정확히 판단하여 이를 다른 장치의 제어 신호로 제공함으로써, 질병 감염자의 적절한 격리에 이용될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to accurately determine whether a subject is infected with a disease and provide it as a control signal of another device, so that it can be used for proper isolation of a disease infected person.
본 발명의 다른 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들이 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른, 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법은 열상 카메라를 통해 대상자의 열화상을 획득하는 단계, 상기 열화상에서 안면 인식을 통해 안면의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 단계, 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 단계, 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 것에 기초하여 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a method of determining whether a subject is infected with a disease by using a temperature distribution of a face may include obtaining a thermal image of the subject through a thermal camera, and recognizing a plurality of facial faces through facial recognition in the thermal image. Detecting a temperature of the region of interest, comparing the temperatures of the plurality of regions of interest with each other, and determining whether the subject is infected with the disease based on comparing the temperatures of the plurality of regions of interest with each other; It features.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계는 상기 복수의 관심 영역의 온도 각각이 서로 실질적으로 동일한 범위내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the step of determining whether the subject is infected with the disease is characterized in that it is determined that the disease infection if each of the temperatures of the plurality of regions of interest are substantially the same range.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 복수의 관심 영역은 적어도 상하좌우의 4개의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 적어도 상하좌우의 4개의 구역의 온도의 최대값과 최소값의 차이를 구하고, 상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the plurality of regions of interest includes at least four zones of up, down, left, and right, and obtain the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature of the at least four zones, When the difference between the maximum value and the minimum value is within a predetermined range, it is determined that the disease is an infection.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이고, 상기 4개의 구역의 온도의 최소값이 소정값 이상인 경우에 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the difference between the maximum value and the minimum value is within a predetermined range, characterized in that it is determined that the disease infection when the minimum value of the temperature of the four zones is more than the predetermined value.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계는 질병 감염으로 판단된 경우 알람을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the step of determining whether the subject is infected with the disease is characterized in that it further comprises the step of providing an alarm if it is determined that the infection.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행하도록 하는 프로그램이 기록되어진 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체인 것을 특징으로 한다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 안면의 온도 분포를 이용하여 질병 감염 여부를 판단하는 장치는, 대상자의 열화상을 획득하는 열상 카메라, 상기 획득된 열화상을 전달받아 대상자의 안면 부위를 인식하고, 상기 안면 부위의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 영상 처리부, 상기 검출된 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 온도 비교부, 상기 온도 비교부의 비교 결과에 기초하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 감염 판단부, 상기 감염 판단부에서 감염으로 판단한 경우 알람 신호를 제공하는 경고 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus for determining whether a disease is infected using a temperature distribution of a face includes a thermal camera that acquires a thermal image of a subject, and receives the obtained thermal image to determine a face portion of the subject. An image processor for recognizing and detecting temperatures of the plurality of ROIs of the face region, a temperature comparator for comparing the detected temperatures of the ROIs, and whether the subject is infected based on a comparison result of the temperature comparator Infection determination unit for determining the, characterized in that it comprises a warning display unit for providing an alarm signal when the infection determination unit determines that the infection.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 알람 신호는 시각적 신호 또는 오디오 신호를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 알람 신호는 다른 장치의 제어 신호로 사용되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the alarm signal is characterized in that it comprises a visual signal or an audio signal, the alarm signal is characterized in that it is used as a control signal of another device.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 상기 복수의 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the invention, the apparatus according to an embodiment of the present invention further comprises a region of interest setting unit for setting the plurality of regions of interest.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 시스템은 대상자의 열화상을 획득하는 열상 카메라 및 상기 열상 카메라와 유무선 네트워크로 연결되고, 적어도 하나 이상의 프로세서를 구비하는 컴퓨터를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서가 상기 열상 카메라로부터 상기 열화상 데이터를 수신하는 단계, 상기 수신된 열화상 데이터에서 안면 인식을 통해 안면의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 단계, 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 단계, 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 것에 기초하여 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, a system for determining whether a subject is infected with a disease using a temperature distribution of a face is connected to a thermal camera that acquires a thermal image of the subject and the thermal camera to a wired or wireless network, and includes at least one processor. And receiving, by the at least one processor, the thermal image data from the thermal camera, detecting the temperatures of the plurality of regions of interest of the face through facial recognition in the received thermal image data. And comparing the temperatures of the plurality of ROIs with each other, and determining whether the subject is infected with the disease based on comparing the temperatures of the plurality of ROIs with each other.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 열화상 카메라로 대상자의 질병 감염을 보다 정확히 파악할 수 있어, 전염성 질병의 조기 진단과 전염성 질병의 확산 가능성 차단을 용이하게 달성할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to more accurately identify a disease infection of a subject with a thermal imaging camera, so that early diagnosis of an infectious disease and blocking the possibility of spread of the infectious disease can be easily achieved.
또한, 본 발명에 따른 대상자의 질병 감염 여부 판단에 따른 결과를 다른 장치의 제어 신호로 제공함으로써, 감염자의 격리 조치를 적절하게 행할 수 있는 효과도 있다.In addition, by providing the control signal of the other device as a result of determining whether the subject is infected with the disease according to the present invention, there is also an effect that the quarantine measures can be appropriately performed.
이하, 본 발명의 실시예가 제공한 기술방안을 보다 명확히 해석하기 위하여, 실시예에 대한 설명에 필요한 도면을 간략하게 소개한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법의 순서도이고,
도 2는 안면의 복수의 관심 영역을 예시하는 도면이고,
도 3은 안면 영역을 상하 좌우 대칭의 4개의 복수의 관심 영역으로 설정한 경우를 예시하는 도면이고,
도 4는 건강한 사람의 안면의 온도 분포를 도시하는 도면이고,
도 5는 질병에 감염된 사람의 안면의 온도 분포를 예시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치의 기능 블록도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질병 감염 여부를 판단하는 장치를 게이트나 문에 설치한 경우를 도시한 도면이고,
도 8은 열화상을 제공하는 열상 카메라와 질병 감염 여부를 판단하는 컴퓨터/서버가 유무선 네트워크로 연결되어 구현된 예를 도시하는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To describe the technical solutions provided in the embodiments of the present invention more clearly, the following briefly introduces the drawings required for describing the embodiments.
1 is a flow chart of a method for determining whether a subject is infected using a temperature distribution of the face according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a plurality of ROIs of a face;
3 is a diagram illustrating a case in which the face area is set to four plurality of ROIs of up, down, left, and right symmetry,
4 is a diagram showing the temperature distribution of the face of a healthy person,
5 is a diagram illustrating a temperature distribution of a face of a person infected with a disease,
6 is a functional block diagram of an apparatus for determining whether a subject is infected by using a temperature distribution of a face according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a case in which a device for determining a disease infection according to an embodiment of the present invention is installed in a gate or a door,
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a thermal camera providing a thermal image and a computer / server determining whether a disease is infected are connected to a wired or wireless network.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법의 순서도이다. 1 is a flow chart of a method for determining whether a subject is infected using a temperature distribution of the face according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상자의 질병 감염 여부 판단 방법은, 열상 카메라를 통해 대상자의 열화상을 획득하는 제1 단계(S1), 상기 획득된 열화상에서 안면 인식을 통해 안면의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 제2 단계(S2), 상기 검출된 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 제3 단계(S3) 및 상기 복수의 관심 영역의 온도를 비교하는 것에 기초하여 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 제4 단계(S4)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, according to an embodiment of the present invention, a method of determining whether a subject is infected by a disease includes a first step (S1) of acquiring a thermal image of a subject through a thermal camera, and performing facial recognition on the obtained thermal image. The second step (S2) of detecting the temperature of the plurality of ROI of the face, the third step (S3) of comparing the detected temperature of the plurality of ROI and the temperature of the plurality of ROI And a fourth step S4 of determining whether the subject is infected with the disease.
제1 단계(S1)에서는, 열상 카메라를 통해 대상자의 열화상을 획득한다. 열상카메라는 열화상 카메라 혹은 적외선(Infrared, IR) 카메라 라고도 하며 객체의 온도에 따라 객체로부터 나오는 소정 파장의 빛을 촬영하여 온도에 따른 서로 다른 색상 영역을 갖는 영상을 출력한다. 객체는 절대온도(-273.15℃)보다 큰 온도를 가질 때 해당 파장의 빛을 방출하며, 사람의 경우 약 37℃ 근방의 8 ~ 14㎛ 파장대의 원적외선을 방출한다.In a first step S1, a thermal image of the subject is obtained through the thermal camera. Thermal imaging cameras are also referred to as thermal imaging cameras or infrared (IR) cameras. The thermal imaging camera photographs light having a predetermined wavelength from the object according to the temperature of the object and outputs an image having a different color gamut according to the temperature. When the object has a temperature higher than the absolute temperature (-273.15 ° C), the object emits light of the corresponding wavelength. In humans, it emits far infrared rays in the 8 ~ 14㎛ wavelength range around 37 ° C.
제2 단계(S2)에서는, 상기 열상 카메라와 연결되거나 질병 감염 여부 판단 장치의 일부인 영상 처리부가 열상 카메라로부터 획득한 열화상을 분석하여 안면을 인식하고, 안면의 복수의 관심 영역에서 온도를 검출한다. In a second step (S2), the image processing unit connected to the thermal camera or part of a disease infection determining apparatus analyzes a thermal image obtained from the thermal camera to recognize a face, and detects a temperature in a plurality of regions of interest of the face. .
도 2는 안면의 복수의 관심 영역을 예시하는 도면이다. 건강한 사람의 체열은 코를 중심으로 한 대칭축(이하, '중심 대칭축'이라 함)에 대하여 서로 대칭인 점을 고려하여, 상기 복수의 관심 영역은 상기 중심 대칭축에 대하여 좌우로 대칭이 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 복수의 관심 영역 각각이 1개의 화소로 이루어지고, 이 1개의 화소를 한 개의 온도 센서로 가정한다면, 복수의 관심 영역 각각에 해당하는 화소의 절대 온도를 검출하면 되는 것이다. 만일, 복수의 관심 영역 각각이 복수의 화소로 이루어진다면, 상기 복수의 화소의 절대 온도값의 평균값을 상기 관심 영역의 온도로 하여도 좋다. 물론, 관심 영역이 복수의 화소로 이루어지는 경우에, 상기 관심 영역의 온도로 상기 복수의 화소의 최대값, 최소값 또는 다른 적절한 값으로 설정할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 2 is a diagram illustrating a plurality of regions of interest on the face. In consideration of the fact that the body heat of a healthy person is symmetrical with respect to the symmetry axis around the nose (hereinafter referred to as the 'center symmetry axis'), the plurality of ROIs are set to be symmetrical to the left and right with respect to the central symmetry axis. desirable. In the present exemplary embodiment, if each of the plurality of ROIs consists of one pixel, and the one pixel is assumed to be one temperature sensor, the absolute temperature of a pixel corresponding to each of the plurality of ROIs may be detected. If each of the plurality of regions of interest consists of a plurality of pixels, the average value of the absolute temperature values of the plurality of pixels may be the temperature of the region of interest. Of course, when the region of interest consists of a plurality of pixels, it is apparent to those skilled in the art that the temperature of the region of interest may be set to the maximum value, the minimum value, or other appropriate value of the plurality of pixels.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 안면 영역을 상하 좌우 대칭의 4개의 복수의 관심 영역으로 설정한 경우를 예시하는 도면이다. 상술한 바와 같이, 관심 영역이 복수의 화소로 이루어진 경우에 있어서, 관심 영역의 온도는 상기 복수의 화소의 평균값, 최고값, 최소값, 중간값 또는 다른 적절한 값으로 할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다. FIG. 3 is a diagram illustrating a case in which a face region is set to four plurality of ROIs of up, down, left, and right symmetry according to an embodiment of the present invention. As described above, when the ROI is formed of a plurality of pixels, the temperature of the ROI may be set to an average value, a maximum value, a minimum value, a median value, or another appropriate value of the plurality of pixels.
제3 단계(S3)에서는 상기 제2 단계(S2)에서 검출된 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교한다. In a third step S3, temperatures of the plurality of ROIs detected in the second step S2 are compared with each other.
제4 단계(S4)에서는 상기 제3 단계(S3)에서 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교한 결과를 가지고 질병 감염 여부를 판단한다.In the fourth step S4, it is determined whether the disease is infected based on a result of comparing the temperatures of the plurality of ROIs in the third step S3.
건강한 사람의 안면의 온도 분포를 도시하고 있는 도 4를 참조하여 보면, 건강한 사람의 안면은 안면의 온도 분포, 즉 등온선을 본다면 좌우가 여러 온도 분포에 따라 대칭으로 나타남을 알 수 있다. 인체의 피부는 인체의 심부 온도와 달리 36~37가 아니라 약 32~34의 온도가 분포하게 되는데 안면은 항상 주변 환경의 기온에 노출되어 있어 주변 온도와 열평형 상태를 이루게 되어 이런 온도를 유지하게 된다. 건강한 사람이라면 코의 주변이 외부의 공기의 호흡으로 인해 다른 안면의 피부보다 체온이 떨어지며, 다른 안면 부위는 대체적으로 혈관이 분포한 모양으로 좌우 대칭적으로 체온이 분포하며 이에 등온선이 명확하게 표현된다. Referring to FIG. 4, which shows the temperature distribution of the face of a healthy person, it can be seen that the face of the healthy person is symmetrically shown according to various temperature distributions when looking at the temperature distribution of the face, that is, the isotherm. Unlike the deep temperature of the human body, the skin of the human body is distributed in the temperature of about 32 to 34, not 36 to 37. The face is always exposed to the temperature of the surrounding environment, and thus maintains the temperature equilibrium with the surrounding temperature. do. In healthy people, the temperature around the nose is lower than that of the other facial skin due to the breathing of the air outside, and the other facial parts are generally distributed with blood vessels, and body temperature is symmetrically distributed, and the isotherm is clearly expressed. .
그러나 세균성 또는 바이러스성 질병에 감염된 사람의 특징은 도 5에 예시한 바와 같이 전반적으로 안면에 홍조를 갖는 유형과 비슷하게 온도가 분포하고, 좌우의 대칭뿐만 아니라 안면의 상하의 온도까지도 차이가 없는 분포를 보인다. However, the characteristics of a person infected with a bacterial or viral disease have a temperature distribution similar to the type of flushing on the face as shown in FIG. 5, and there is no difference not only between the left and right symmetry but also the temperature above and below the face. .
상기와 같은 지견을 바탕으로 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하여 실질적으로 동일한 범위내에 있으면 질병으로 판단한다. 본 명세서에서 실질적으로 동일한 범위내에 있다는 것은 열상 카메라 자체의 오차를 포함하여 설정되는 것으로, 대략 0.5도 이내의 범위를 말한다. 즉, 예를 들어 복수의 관심 영역의 온도의 최대값과 최소값의 차이가 0.5도 이내이면 질병으로 판단하는 것이다. According to the embodiment of the present invention based on the above knowledge, it is determined that the disease if the temperature of the plurality of regions of interest are substantially within the same range by comparing with each other. The term "substantially within the same range" is set to include an error of the thermal camera itself, and refers to a range within approximately 0.5 degrees. That is, for example, when the difference between the maximum value and the minimum value of the temperatures of the plurality of regions of interest is within 0.5 degrees, it is determined as a disease.
구체적으로 도 3에 도시된 실시예를 참고하여 설명한다. 가, 나, 다, 라의 영역 온도를 T가, T나 , T다, T라, 라고 한다면, 건강한 사람의 안면이 정상 온도 분포라면 T가〓T나 ,T다〓T라 로 좌우 온도가 대칭이 되고, T가≠T다, T나≠T라로 상하 온도는 서로 다르게 나타난다. Specifically, it will be described with reference to the embodiment shown in FIG. It has, or is, the temperature of the region of La T, T, or T is, T, if he called, if the face is normal temperature distribution in a healthy person is a 〓T T or T is temperature dependent 〓T LA It becomes symmetrical, and T is ≠ T , and T or ≠ T , so the up and down temperatures are different.
그러나 호흡기 질환등 기타 세균성 또는 바이러스성 질병에 감염되어 발열 증상이 있는 사람의 안면은 안면 전반에 걸쳐 발열이 되므로 T가〓T나〓T다〓T라가 될 것이다. 기호 '〓' 는 본 명세서에서 실질적으로 동일한 범위내에 있다는 것으로 정의되고, 실질적으로 동일한 범위내에 있다는 것은 열상 카메라 자체의 오차를 포함하여 설정되는 것임은 앞서 살펴본 바와 같다. However, respiratory infections and other bacterial or viral infection is a disease of the facial people with fever because the fever is over half the face T is the 〓T or 〓T will be referred 〓T. The symbol '〓' is defined in the present specification to be substantially within the same range, and the fact that it is within the same range is set to include an error of the thermal camera itself, as described above.
본 실시예에서 4개의 관심 영역에서 온도를 검출하여 질병 감염 여부를 판단하고 있으나, 안면의 일부분의 열화상만을 얻을 수 없는 경우에는 상기 안면의 일분에 해당하는 관심 영역의 온도를 비교함으로써 질병 감염 여부를 판단할 수 도 있다. In the present embodiment, the temperature is detected in four regions of interest to determine whether the disease is infected. If only a thermal image of a part of the face cannot be obtained, the disease is detected by comparing the temperature of the region of interest corresponding to one minute of the face. You can also judge.
이상 설명한 바와 같은 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 반도체 메모리, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. As described above, the method of determining whether the subject is infected by using the temperature distribution of the face may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include semiconductor memories, ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치의 기능 블록도를 예시하고 있다. FIG. 6 illustrates a functional block diagram of an apparatus for determining whether a subject is infected by using a temperature distribution of a face according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 질병 감염 여부를 판단하는 장치는 대상자의 열화상을 획득하는 열상 카메라(10), 상기 획득된 열화상을 전달받아 대상자의 안면 부위를 인식하고, 상기 안면 부위의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 영상 처리부(20), 상기 검출된 복수의 관심 영역의 온도를 비교하는 온도 비교부(30), 상기 온도 비교부의 비교 결과에 기초하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 감염 판단부(40), 상기 감염 판단부에서 감염으로 판단한 경우 알람 신호를 제공하는 경고 표시부(50)를 포함하여 구성될 수 있다. The apparatus for determining whether a disease is infected according to an embodiment of the present invention includes a
경고 표시부(50)는 장치 운영자에게 대상자가 질병 감염임을 알려주기 위해 다양한 방식으로 알람을 제공한다. 오디오 신호, 비디오 신호 및 이용 가능한 모든 신호를 포함한다. The
상기 실시예에서, 도 6은 발명의 즉각적인 이해를 위해 각각의 블록으로 기능을 예시하고 있지만, 상기 각각의 기능이 다른 기능 요소와 결합하여 하나의 기능 요소로서 구현될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다. In the above embodiment, Figure 6 illustrates the functions in each block for immediate understanding of the invention, but it will be apparent to those skilled in the art that each of the functions can be implemented as one functional element in combination with other functional elements. to be.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 질병 감염 여부를 판단하는 장치에는 복수의 관심 영역을 운영자의 필요에 따라 달리 설정할 수 있는 관심 영역 설정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, it is preferable that the apparatus for determining whether the disease is infected further includes a region of interest setting unit that can set a plurality of regions of interest according to the needs of the operator.
또한, 상기 알람 신호를 다른 장치의 제어 신호, 예를 들어 출입문의 개폐 조작 신호로서 제공된다면, 질병 감염자의 구내 진입을 효율적으로 방지할 수 있는 부수적인 효과도 있다. 이와 같이 알람 신호를 다른 장치의 제어 신호로 제공하기 위해서는 본 발명의 질병 감염 여부 판단 장치와 다른 장치 사이에 유무선 네트워크가 형성되어야 하고, 이를 위해 본 발명의 장치에도 상기 유무선 네트워크를 처리하는 기능이 포함되어야 한다.In addition, if the alarm signal is provided as a control signal of another device, for example, an opening / closing operation signal of a door, there is a side effect of effectively preventing entry of the disease infected person into the premises. As such, in order to provide an alarm signal as a control signal of another device, a wired / wireless network should be formed between the disease infection determination device of the present invention and another device, and for this purpose, the device of the present invention includes a function of processing the wired / wireless network. Should be.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 열상 카메라를 포함하는 장치를 공공시설, 학교, 병원 등의 게이트 또는 문에 설치한 경우를 도시하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 질병 감염 여부 판단 장치로 문을 통과하는 사람의 질병 감염 여부를 판단하여, 질병 감염으로 판단한 경우 문을 폐쇄하거나 문에 설치된 전등의 색깔을 변경하거나, 기타 다른 다양한 방법으로 질병 감염 여부와 함께 적절한 격리 조치를 취할 수 있다. 더 나아가, 게이트 또는 문의 일정 영역에 기준 온도을 제공할 수 있는 1개 이상의 흑체(black body source)를 설치하거나 자체 온도 센서를 내장하여, 열상 카메라의 열화상으로부터 절대 온도를 도출하거나, 도출된 온도를 보정하는 데 이용할 수 있다. FIG. 7 illustrates a case in which a device including a thermal camera is installed at a gate or a door of a public facility, a school, a hospital, or the like according to an embodiment of the present invention. The apparatus for determining a disease infection according to an embodiment of the present invention determines whether a person passes through a door, and if it is determined to be a disease infection, closes the door, changes the color of a lamp installed in the door, or various other methods. Proper containment measures can be taken along with the presence of the disease. Furthermore, by installing one or more black body sources that can provide a reference temperature in a certain area of the gate or door, or by incorporating its own temperature sensor, the absolute temperature can be derived from the thermal image of the thermal camera or Can be used to calibrate.
도 6에 도시된 실시예는 하나의 장치로서 구현되어 있지만, 열화상을 제공하는 열상 카메라와 상기 열상 카메라와 유무선 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템의 별개의 장치로서 구현될 수 도 있다. Although the embodiment shown in FIG. 6 is implemented as a device, it may be implemented as a separate device of a thermal camera that provides a thermal image and a computer system connected to the thermal camera and a wired or wireless network.
도 8은 열화상을 제공하는 열상 카메라와 상기 열상 카메라로부터 열화상을 제공받아 본 발명에 따른 질병 감염 여부를 판단하는 컴퓨터/서버가 유무선 네트워크로 연결되어 구현된 예를 도시하는 도면이다. 본 실시예는 도 6에 도시된 실시예와 비교하여, 열상 카메라와 질병 감염 여부를 판단하는 컴퓨터/서버가 별개의 장치로 구현되고, 상기 열상 카메라와 상기 컴퓨터/서버를 서로 유무선 네트워크로 연결하기 위한 기능이 각각 더 포함되어 있다는 점을 제외하고는 거의 동일하다. 본 실시예에서 외부장치 구동 인터페이스부(70)는 질병 감염으로 판단한 경우 외부장치를 구동하는 실시예를 대비하여 선택적으로 포함될 수 있다. 8 is a diagram illustrating an example in which a thermal camera that provides a thermal image and a computer / server that receives a thermal image from the thermal camera and determines whether a disease is infected according to the present invention are connected to a wired or wireless network. In this embodiment, compared to the embodiment shown in Figure 6, the thermal camera and the computer / server for determining whether the disease is implemented as a separate device, connecting the thermal camera and the computer / server to each other via a wired or wireless network It's almost identical except that it includes more features for each. In the present embodiment, the external device driving
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.Embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.
본 발명은 전염병 진단 분야에 이용되고, 전염병 확산을 막기 위해 전염병 감염자의 초기 격리에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention is used in the field of infectious disease diagnosis, and can be usefully used for the initial isolation of infectious disease infected persons to prevent the spread of infectious diseases.
Claims (16)
열상 카메라를 통해 대상자의 열화상을 획득하는 단계;
상기 열화상에서 안면 인식을 통해 안면의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 단계:
상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 단계;
상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 것에 기초하여 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 관심 영역은 안면의 적어도 상하좌우의 4개의 구역을 포함하고,
상기 질병 감염 여부를 판단하는 장치에 의해 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계는 상기 복수의 관심 영역의 온도 각각이 서로 실질적으로 동일한 범위내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 안면의 온도 분포로 질병 감염 여부를 판단하는 장치를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법.In a method of determining whether a subject is infected by a device using a device that determines whether a disease is infected by the temperature distribution of the face, the method is performed by a device that determines whether the disease is infected:
Obtaining a thermal image of the subject through the thermal camera;
Detecting temperature of a plurality of ROIs of a face through facial recognition in the thermal image:
Comparing the temperatures of the plurality of regions of interest with each other;
Determining whether the subject is infected with the disease based on comparing temperatures of the plurality of regions of interest;
The plurality of regions of interest comprises at least four zones of at least up, down, left and right of the face
The determining of the disease infection of the subject by the apparatus for determining whether the disease is infected may determine that the infection is a disease if each of the temperatures of the plurality of regions of interest is substantially the same range as each other. A method for determining whether a subject is infected using a device that determines whether a disease is infected by distribution.
상기 질병 감염 여부를 판단하는 장치에 의해 상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 단계는 상기 적어도 상하좌우의 4개의 구역의 온도의 최대값과 최소값의 차이를 구하는 단계를 포함하고, 상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 안면의 온도 분포로 질병 감염 여부를 판단하는 장치를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법.The method of claim 1,
Comparing the temperatures of the plurality of regions of interest by the apparatus for determining whether the disease is infected includes calculating a difference between the maximum value and the minimum value of the temperature of the at least four zones of the at least four areas, wherein the maximum value And if the difference between the minimum value is within a predetermined range, determining that the disease is infected by using a device that determines whether the disease is infected by the temperature distribution of the face.
상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이고, 상기 4개의 구역의 온도의 최소값이 소정값 이상인 경우에 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 안면의 온도 분포로 질병 감염 여부를 판단하는 장치를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법.The method of claim 4, wherein
When the difference between the maximum value and the minimum value is within a predetermined range, the minimum value of the temperature of the four zones is determined to be a disease infection, characterized in that the device for determining whether the disease infection by the temperature distribution of the face How to determine whether a subject is infected by a disease.
상기 질병 감염 여부를 판단하는 장치에 의해 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계는 질병 감염으로 판단된 경우 알람을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 안면의 온도 분포로 질병 감염 여부를 판단하는 장치를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 방법.The method of claim 1,
Determining whether the subject is infected by the device for determining whether the disease is infected further comprises providing an alarm if it is determined that the disease is infected, whether the disease is infected by the temperature distribution of the face A method for determining whether a subject is infected with a disease by using the determining device.
대상자의 열화상을 획득하는 열상 카메라;
상기 획득된 열화상을 전달받아 대상자의 안면 부위를 인식하고, 상기 안면 부위의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 영상 처리부;
상기 검출된 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 온도 비교부;
상기 온도 비교부의 비교 결과에 기초하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 감염 판단부;
상기 감염 판단부에서 감염으로 판단한 경우 알람 신호를 제공하는 경고 표시부를 포함하고,
상기 복수의 관심 영역은 안면의 적어도 상하좌우의 4개의 구역을 포함하고,
상기 감염 판단부는 상기 복수의 관심 영역의 온도 각각이 서로 실질적으로 동일한 범위내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 질병 감염 여부를 판단하는 장치.In the device for determining the disease infection using the temperature distribution of the face,
A thermal camera that acquires a thermal image of the subject;
An image processor configured to receive the obtained thermal image, recognize a face part of a subject, and detect temperatures of a plurality of ROIs of the face part;
A temperature comparison unit comparing the detected temperatures of the plurality of ROIs with each other;
An infection determination unit that determines whether the subject is infected with the disease based on a comparison result of the temperature comparison unit;
Including the warning display unit for providing an alarm signal when the infection determination unit determines that the infection,
The plurality of regions of interest comprises at least four zones of at least up, down, left, and right of the face,
And the infection determining unit determines whether the disease is infected using the temperature distribution of the face, if each of the temperatures of the plurality of regions of interest is substantially equal to each other.
상기 온도 비교부는 상기 적어도 상하좌우의 4개의 구역의 온도의 최대값과 최소값의 차이를 구하는 단계를 포함하고, 상기 감염 판단부는 상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치.The method of claim 8,
The temperature comparison unit includes a step of obtaining a difference between the maximum value and the minimum value of the temperature of the at least four zones of the at least four areas. Apparatus for determining whether the subject is infected by using the temperature distribution of the facial feature.
상기 감염 판단부는 상기 최대값과 최소값의 차이가 소정 범위이내이고, 상기 4개의 구역의 온도의 최소값이 소정값 이상인 경우에 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치.The method of claim 11,
The infection determination unit determines a disease infection when the difference between the maximum value and the minimum value is within a predetermined range and the minimum value of the temperature of the four zones is greater than or equal to a predetermined value. A device that determines whether an infection is present.
상기 알람 신호는 시각적 신호 또는 오디오 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치.The method of claim 8,
And the alarm signal includes a visual signal or an audio signal to determine whether a subject is infected with a disease by using a temperature distribution of a face.
상기 알람 신호는 다른 장치의 제어 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치. The method of claim 8,
And the alarm signal is used as a control signal of another device to determine whether a subject is infected with a disease by using a temperature distribution of a face.
상기 복수의 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 장치.The method of claim 8,
And an ROI setting unit configured to set the plurality of ROIs to determine whether the subject is infected with a disease by using a temperature distribution of the face.
대상자의 열화상을 획득하는 열상 카메라; 및
상기 열상 카메라와 유무선 네트워크로 연결되고, 적어도 하나 이상의 프로세서를 구비하는 컴퓨터를 포함하고,
상기 적어도 하나 이상의 프로세서가
상기 열상 카메라로부터 열화상 데이터를 수신하는 단계:
상기 수신된 열화상 데이터에서 안면 인식을 통해 안면의 복수의 관심 영역의 온도를 검출하는 단계:
상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 단계;
상기 복수의 관심 영역의 온도를 서로 비교하는 것에 기초하여 상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계를 수행하고,
상기 복수의 관심 영역은 안면의 적어도 상하좌우의 4개의 구역을 포함하고,
상기 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 단계는 상기 복수의 관심 영역의 온도 각각이 서로 실질적으로 동일한 범위내이면 질병 감염으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안면의 온도 분포를 이용하여 대상자의 질병 감염 여부를 판단하는 시스템.In a system for determining a subject's disease infection using a facial temperature distribution, the system comprises:
A thermal camera that acquires a thermal image of the subject; And
A computer connected to the thermal camera with a wired or wireless network and having at least one processor;
The at least one processor
Receiving thermal image data from the thermal camera:
Detecting temperatures of the plurality of ROIs of a face through face recognition in the received thermal image data:
Comparing the temperatures of the plurality of regions of interest with each other;
Determining whether the subject is infected with the disease based on comparing temperatures of the plurality of regions of interest;
The plurality of regions of interest comprises at least four zones of at least up, down, left and right of the face
Determining whether the subject is infected with the disease is determined whether the subject is infected using the temperature distribution of the face, characterized in that it is determined that the disease infection if each of the temperatures of the plurality of regions of interest are substantially the same range. System.
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2017
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