KR102233288B1 - 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템 - Google Patents

복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템 Download PDF

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Abstract

복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템은 적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔할 수 있는 적어도 하나의 입체감지센서, 적어도 일방향에서 방문객체를 촬상하는 적어도 하나의 카메라, 방문객체의 체온을 측정할 수 있는 열감지센서, 적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하며, 생성된 입체형상, 방문객체의 촬상영상 및 방문객체의 체온정보에 기초하여 방문객체가 출입 허용 가능한 방문객체인지를 판별하는 제어부를 포함한다.

Description

복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템{Face Identification Heat Detection and Tracking System with multiple cameras}
본 발명은 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방문객체가 실제 사람인지를 정확히 파악할 수 있는 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템에 관한 것이다.
얼굴식별 발열감지 카메라와 관련하여 얼굴식별을 위하여 이미지 입력을 위한 카메라와, 입력된 이미지를 미리 저장되어 있는 얼굴 템플릿과 비교하는 제어장치를 포함하는 출입통제장치가 알려져 있다. 이에 의하면, 출입이 허용된 사람들의 이미지로부터 얼굴 템블릿을 미리 만들어놓은 후, 실제 출입허용의 적용시점에서는, 이용을 요구하는 사람에 대해 카메라로 실시간 입력 이미지를 촬상하고, 이를 저장된 얼굴 이미지와 비교하여 특징 등의 일치 여부를 판정함으로써, 이용의 허용여부를 결정하도록 되어 있다.
그러나 이처럼 종래의 얼굴인식 기술은, 얼굴 이미지의 패턴만 오차의 한계 내에서 일치하면, 출입을 인증하고 통과시키는 형태로서, 정교한 사진(2차원)이나 얼굴을 복사한 모형(3차원)을 이용할 경우, 위조한 얼굴 패턴에 대해 통과(pass) 판정을 내리는 착오 통과(False Pass)의 오류를 범할 위험에 노출되어 있다.
따라서 본 발명의 목적은 방문객체가 출입이 허용된 객체인지를 정확하게 판별할 수 있는 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템은, 적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔할 수 있는 적어도 하나의 입체감지센서; 적어도 일방향에서 상기 방문객체를 촬상하는 적어도 하나의 카메라; 상기 방문객체의 체온을 측정할 수 있는 열감지센서; 적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 상기 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하며, 생성된 상기 입체형상, 상기 방문객체의 촬상영상 및 상기 방문객체의 체온정보에 기초하여 상기 방문객체가 출입 허용 가능한 방문객체인지를 판별하는 제어부를 포함한다. 방문객체의 입체형상, 촬상영상 및 체온정보를 이용하여 올바른 방문객체인지를 정확하게 판별할 수 있으므로 출입통제에 대한 보완성이 향상될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 출입 허용 가능한 방문객체로 판별된 상기 방문객체에 아이디를 부여하며, 촬상된 영상에서 아이디가 부여된 상기 방문객체의 특징을 추출하고, 촬상된 상기 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지하며, 상기 ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 이용하여 상기 방문객체의 이동을 추적하면 출입 허용되어 입장한 방문객체의 이동을 추적할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 외부장치로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하면 방문객체의 이동에 대한 정보를 공유할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 적어도 하나의 입체감지센서, 상기 적어도 하나의 카메라 및 상기 열감지센서는 적어도 상호 중첩되는 감시영역들 중 어느 하나의 감시영역을 촬상 및 감지하며, 상기 제어부는, 상기 방문객체가 제1감시영역에서 인접한 제2감시영역으로 이동하는 경우 상기 제2감시영역을 촬상 및 감지하는 적어도 하나의 입체감지센서, 적어도 하나의 카메라 및 열감지센서를 이용하여 이동된 방문객체를 촬상 및 감지하면 방문객체를 정확히 판별할 수 있으며 여러 구역을 이동하는 방문객체의 이동경로를 정확히 파악할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 제1감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보와 상기 이동된 방문객체에 대한 상기 제2감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 비교하며, 비교한 유사도가 소정범위 이내인 경우 동일한 방문객체로 판단하면 방문객체가 여러 구역을 이동하는 경우에도 연계하여 계속적으로 추적할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 방문객체를 향해 조명광을 출력할 수 있는 조명부를 더 포함하면 방문객체를 밝게 비출 수 있어 판별하기 쉬울 수 있어 바람직하다.
그리고, 얼굴감지 및 발열감지여부를 음향으로 안내하기 위한 음향출력부를 더 포함하면 방문객체에게 출입 허용에 대한 정보를 알릴 수 있어 바람직하다.
여기서, 촬상된 영상, 온도측정여부, 식별여부, 마스크 착용여부, 안전모 착용여부 등의 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하면 방문객체에게 출입 허용 여부를 판별하는 과정에 대한 정보 및 출입 허용에 대한 정보를 포함하는 정보를 알릴 수 있어 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법은, 적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔하는 단계; 적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 상기 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하는 단계; 생성된 상기 입체형상이 실제 사람인지를 판별하는 단계; 실제 사람으로 판별된 상기 방문객체가 소정방향을 향하도록 하는 단계; 상기 방문객체를 촬상하는 단계; 촬상된 상기 방문객체의 특징을 추출하는 단계; 추출된 특징과 함께 ID를 부여하는 단계; 촬상된 상기 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지하는 단계; 상기 ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 저장하는 단계; 상기 객체구별정보를 이용하여 상기 방문객체의 이동을 추적하는 단계; 상기 방문객체를 스캔하기 위한 제1깊이센서와 복수의 제1카메라가 배치된 제1영역에서 상기 방문객체를 스캔하기 위한 제2깊이센서와 복수의 제2카메라가 배치된 제2영역으로 상기 방문객체가 이동하는 경우 상기 제2깊이센서와 복수의 상기 제2카메라를 이용하여 이동된 방문객체의 입체형상정보 및 특징을 생성하는 단계; 및 상기 이동된 방문객체가 상기 제1영역에서 이동된 상기 방문객체인지를 판별하는 단계를 포함하면 방문객체의 입체형상, 촬상영상 및 체온정보를 이용하여 올바른 방문객체인지를 정확하게 판별할 수 있으므로 출입통제에 대한 보완성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따르면 방문객체의 입체형상, 촬상영상 및 체온정보를 이용하여 올바른 방문객체인지를 정확하게 판별할 수 있으므로 출입통제에 대한 보완성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템의 예시도.
도 2와 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템의 블록도.
도 3은 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법의 흐름도.
도 4는 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법의 알고리즘을 설명하는 도면.
도 5는 방문객체의 이동에 따른 방문객체를 추적하는 예시도.
도 6은 방문객체의 체온을 측정하는 예시도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템(1)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템(1)의 예시도이고, 도 2와 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템(1)의 블록도이며, 도 3은 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법의 흐름도이고, 도 4는 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법의 알고리즘을 설명하는 도면이며, 도 5는 방문객체의 이동에 따른 방문객체를 추적하는 예시도이고, 도 6은 방문객체의 체온을 측정하는 예시도이다.
발열감지 및 추적시스템(1)은 입체감지센서(10), 카메라(20), 열감지센서(30), 통신부(40), 조명부(50), 음향출력부(60), 디스플레이부(70) 및 제어부(80)를 포함한다.
입체감지센서(10)는 적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔할 수 있도록 복수로 마련된다. 입체감지센서(10)는 적외선센서(11)와 적외선광출력부(12)로 이루어진다. 적외선광출력부(12)에서 방문객체로 적외선광을 출력하며 돌아오는 적외선광을 적외선센서(11)가 수신하여 제어부(80)로 전달한다.
카메라(20)는 적어도 일방향에서 방문객체를 촬상하도록 복수로 마련될 수 있다.
열감지센서(30)는 방문객체의 체온을 멀리서도 측정할 수 있도록 할 수 있다.
통신부(40)는 방문객체의 ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 외부장치로 전송할 수 있다.
조명부(50)는 방문객체를 향해 조명광을 출력할 수 있도록 복수로 마련될 수 있다.
음향출력부(60)는 얼굴감지 및 발열감지여부를 음향으로 안내할 수 있도록 할 수 있다. 음향출력부(60)는 스피커로 마련될 수 있다.
디스플레이부(70)는 촬상된 영상, 온도측정여부, 식별여부, 마스크 착용여부, 안전모 착용여부 등의 정보를 표시할 수 있다.
제어부(80)는 적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하며, 생성된 입체형상, 방문객체의 촬상영상 및 방문객체의 체온정보에 기초하여 방문객체가 출입 허용 가능한 방문객체인지를 판별할 수 있다.
제어부(80)는 출입 허용 가능한 방문객체로 판별된 방문객체에 아이디를 부여하며, 촬상된 영상에서 아이디가 부여된 방문객체의 특징을 추출하고, 촬상된 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지하며, ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 이용하여 방문객체의 이동을 추적할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 입체감지센서(10), 적어도 하나의 카메라(20) 및 열감지센서(30)는 적어도 상호 중첩되는 감시영역들 중 어느 하나의 감시영역을 촬상 및 감지할 수 있다.
제어부(80)는 방문객체가 제1감시영역에서 인접한 제2감시영역으로 이동하는 경우 제2감시영역을 촬상 및 감지하는 적어도 하나의 입체감지센서, 적어도 하나의 카메라 및 열감지센서를 이용하여 이동된 방문객체를 촬상 및 감지할 수 있다.
제어부(80)는 제1감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보와 이동된 방문객체에 대한 제2감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 비교하며, 비교한 유사도가 소정범위 이내인 경우 동일한 방문객체로 판단할 수 있다.
복수의 카메라(20)를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법을 설명한다.
적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔한다(S1).
적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성한다(S2).
생성된 입체형상이 실제 사람인지를 판별한다(S3).
실제 사람으로 판별된 방문객체가 소정방향을 향하도록 한다(S4).
방문객체를 촬상한다(S5).
촬상된 방문객체의 특징을 추출한다(S6).
추출된 특징과 함께 ID를 부여한다(S7).
촬상된 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지한다(S8).
ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 저장한다(S9).
여기서, 방문객체가 출입 허용 가능한 방문객체인지를 판별할 수 있다.
출입 허용 가능한 방문객체로 판별되어 입장한 방문객체의 객체구별정보를 이용하여 방문객체의 이동을 추적한다(S10).
방문객체를 스캔하기 위한 제1깊이센서와 복수의 제1카메라가 배치된 제1영역에서 방문객체를 스캔하기 위한 제2깊이센서와 복수의 제2카메라가 배치된 제2영역으로 방문객체가 이동하는 경우 제2깊이센서와 복수의 제2카메라를 이용하여 이동된 방문객체의 입체형상정보 및 특징을 생성한다(S11).
이동된 방문객체가 제1영역에서 이동된 방문객체인지를 판별한다(S12).
도 4는 복수의 카메라(20)를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법의 알고리즘을 설명하는 도면이다.
3D TOF이미지센서(10)를 이용하여 방문객체의 외형을 스캔한다(S21).
S21단계에서 스캔이 완료되지 않으면 반복적으로 외형을 스캔하며, 스캔이 완료되면 다음 단계를 이행한다(S22).
디스플레이부(70)를 켠다(S23).
카메라(20)에서 촬상한 영상을 분석하여(S24) 방문객체의 얼굴을 인식하고(S27), 3D TOF이미지센서(10)를 이용하여(S25) 입체영상을 생성한 후 사람인지를 판단하며(S28), 써모파일 어레이 센서(TAS: Themopile Array Sensor)를 이용하여(S26) 방문객체의 이마의 측두 동맥에서 발생하는 미세한 적외선(Infrared Rays)을 수신하여 체온을 측정한다(S29).
디스플레이부(70)에 측정 실패 메시지가 뜨면 반복하여 수행할 수 있다(S30).
출입 허용 가능한 방문객체의 얼굴을 인식한다(S31).
디스플레이부(70)에 출입을 허용하는 메시지를 표시한다(S32).
방문기록 등을 업데이트한다(S33).
도 5는 방문객체의 이동에 따른 방문객체를 추적하는 예시도이다.
방문객체가 출입 허용되어 입장한 상태에서 제1감시영역에서 제2감시영역으로 이동하는 경우이며, 제1감시영역에서의 방문객체의 특징 등 객체구별정보를 이용하여 이동한 방문객체를 구별하여 인식하고 연계 추적이 이루어지도록 할 수 있다.
도 5에서는 제1감시영역의 감지구성과 제2감시영역의 감시구성으로부터 제어부가 감지정보를 수신하여 방문객체를 연계 추적하지만 제1감시영역의 감지구성과 제2감시영역의 감시구성이 각각의 제어부로 감지정보를 전달하는 경우 통신부를 이용하여 감지정보를 공유하도록 할 수도 있다.
도 6은 방문객체의 체온을 측정하는 예시도이다.
사람의 이마에 밀착시키지 않고 소정 거리 떨어진 상태에서도, 정확한 체열을 측정할 수 있도록 열감지센서(30)는 방문객체의 이마의 측두 동맥(A)에서 발생하는 미세한 적외선(Infrared Rays)을 소정 거리 떨어진 상태에서도 수신할 수 있다.
상기의 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템(1)으로 인하여, 방문객체의 입체형상, 촬상영상 및 체온정보를 이용하여 올바른 방문객체인지를 정확하게 판별할 수 있으므로 출입통제에 대한 보완성이 향상될 수 있다.
방문객체를 정확히 판별할 수 있으며 여러 구역을 이동하는 방문객체의 이동경로를 정확히 파악할 수 있다.
1 : 발열감지 및 추적시스템
10 : 입체감지센서 11 : 적외선센서
12 : 적외선광출력부 20 : 카메라
30 : 열감지센서 40 : 통신부
50 : 조명부 60 : 음향출력부
70 : 디스플레이부 80 : 제어부

Claims (9)

  1. 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적시스템에 있어서,
    적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔할 수 있는 적어도 하나의 입체감지센서;
    적어도 일방향에서 상기 방문객체를 촬상하는 적어도 하나의 카메라;
    상기 방문객체의 체온을 측정할 수 있는 열감지센서;
    적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 상기 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하며, 생성된 상기 입체형상, 상기 방문객체의 촬상영상 및 상기 방문객체의 체온정보에 기초하여 상기 방문객체가 출입 허용 가능한 방문객체인지를 판별하는 제어부를 포함하며,
    상기 입체형상은,
    상기 적어도 하나의 입체감지센서에 의해 복수의 방향에서 상기 방문객체를 스캔한 복수의 스캔정보를 분석 이용하여 생성되고,
    상기 체온정보는,
    상기 적어도 하나의 카메라로부터 촬상된 상기 방문객체의 촬상영상에 기초하여 상기 열감지센서가 상기 방문객체에서 소정 거리 떨어진 상태에서 상기 방문객체의 이마의 측두 동맥 영역으로부터 방출되는 체온을 감지하여 획득된 정보인,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    출입 허용 가능한 방문객체로 판별된 상기 방문객체에 아이디를 부여하며, 촬상된 영상에서 아이디가 부여된 상기 방문객체의 특징을 추출하고, 촬상된 상기 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지하며, 상기 아이디에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 이용하여 상기 방문객체의 이동을 추적하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 아이디에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 외부장치로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입체감지센서, 상기 적어도 하나의 카메라 및 상기 열감지센서는 적어도 상호 중첩되는 감시영역들 중 어느 하나의 감시영역을 촬상 및 감지하며,
    상기 제어부는,
    상기 방문객체가 제1감시영역에서 인접한 제2감시영역으로 이동하는 경우 상기 제2감시영역을 촬상 및 감지하는 적어도 하나의 입체감지센서, 적어도 하나의 카메라 및 열감지센서를 이용하여 이동된 방문객체를 촬상 및 감지하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보와 상기 이동된 방문객체에 대한 상기 제2감시영역의 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 비교하며, 비교한 유사도가 소정범위 이내인 경우 동일한 방문객체로 판단하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방문객체를 향해 조명광을 출력할 수 있는 조명부를 더 포함하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    얼굴감지 및 발열감지여부를 음향으로 안내하기 위한 음향출력부를 더 포함하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    촬상된 영상, 온도측정여부, 식별여부, 마스크 착용여부, 안전모 착용여부 등의 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는,
    얼굴식별 발열감지 및 추적시스템.
  9. 복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법에 있어서,
    적어도 일방향에서 방문객체의 외형을 스캔하는 단계;
    적어도 하나의 스캔정보를 이용하여 상기 방문객체의 외형에 대한 입체형상을 생성하는 단계;
    생성된 상기 입체형상이 실제 사람인지를 판별하는 단계;
    실제 사람으로 판별된 상기 방문객체가 소정방향을 향하도록 하는 단계;
    상기 방문객체를 촬상하는 단계;
    촬상된 상기 방문객체의 특징을 추출하는 단계;
    추출된 특징과 함께 ID를 부여하는 단계;
    촬상된 상기 방문객체 영상 중 소정영역으로부터 방출되는 체온을 감지하는 단계;
    상기 ID에 대한 입체형상정보, 특징정보 및 체온정보를 포함하는 객체구별정보를 저장하는 단계;
    상기 객체구별정보를 이용하여 상기 방문객체의 이동을 추적하는 단계;
    상기 방문객체를 스캔하기 위한 제1깊이센서와 복수의 제1카메라가 배치된 제1영역에서 상기 방문객체를 스캔하기 위한 제2깊이센서와 복수의 제2카메라가 배치된 제2영역으로 상기 방문객체가 이동하는 경우 상기 제2깊이센서와 복수의 상기 제2카메라를 이용하여 이동된 방문객체의 입체형상정보 및 특징을 생성하는 단계; 및
    상기 이동된 방문객체가 상기 제1영역에서 이동된 상기 방문객체인지를 판별하는 단계; 를 포함하며,
    상기 입체형상은, 적어도 하나의 입체감지센서에 의해 복수의 방향에서 상기 방문객체를 스캔한 복수의 스캔정보를 분석 이용하여 생성되고,
    상기 체온정보는, 적어도 하나의 카메라로부터 촬상된 상기 방문객체의 촬상영상에 기초하여 열감지센서가 상기 방문객체에서 소정 거리 떨어진 상태에서 상기 방문객체의 이마의 측두 동맥 영역으로부터 방출되는 체온을 감지하여 획득된 정보인,
    복수의 카메라를 이용한 얼굴식별 발열감지 및 추적방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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