KR102335158B1 - Method for detecting body temperature of human object and tracking each person by using thermal imaging camera - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열화상 카메라 영상에 포함되는 다수의 사람 각각에 대한 체온을 감지하고 표시하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상인
사전 방역 조치 차원에서 이루어지는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법은,
(a)적외선 열화상 영상을 획득하는 단계;
(b)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 전신을 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 전신 객체 영역을 각기 표시하는 단계
(c)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 머리를 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 머리 객체 영역을 각기 표시하는 단계로 구성되며,
상기 단계 (b)에서 검출되는 상기 전신 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 1 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 1 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 1 최고온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 1 최저 온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최저온도보다 낮은 경우에 경보를 발생시키고,
상기 단계 (c)에서 검출되는 상기 머리 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 2 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 2 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 2 최고온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 2 최저 온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최저온도보다 낮은 경우 경보를 발생시켜 사전 방역 조치를 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다
본 발명을 실시하는 경우, 사람 객체의 전신 및 머리 영역 각각에 대한 최고 온도 및 최저 온도를 측정할 수 있음은 물론, 방역 대상자가 누군인지 명확히 알 수 있도록 하며, 외부의 차가운 기온하에 소정 시간 노출되어 체온이 일시적으로 떨어진 발열 환자가 실내로 진입한 경우에도 방역 대상자로 분류할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a method of detecting and displaying the body temperature of each of a plurality of people included in a thermal imaging camera image.
The technical idea of the present invention
The method of detecting and tracking the body temperature of each human object using a thermal imaging camera as a precautionary measure is,
(a) obtaining an infrared thermal image;
(b) individually detecting the whole body of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the whole body object area for each person, respectively
(c) individually detecting the head of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the head object area for each person,
After measuring a first maximum temperature that is the highest temperature and a first minimum temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the whole body object region detected in step (b), the first maximum temperature is a preset 1 is higher than the set maximum temperature, and generates an alarm when the first minimum temperature is lower than a predetermined first set minimum temperature,
After measuring the second highest temperature that is the highest temperature and the second lowest temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the head object region detected in step (c), the second highest temperature is a preset 2 It is characterized in that it generates an alarm when the second minimum temperature is higher than the set maximum temperature and the second minimum temperature is lower than a predetermined second set minimum temperature to enable proactive prevention measures.
In the case of carrying out the present invention, it is possible to measure the maximum and minimum temperatures for each of the body and head regions of a human object, as well as to clearly know who the person to be quarantined is, and is exposed for a predetermined time under the cold outside temperature. Even when a fever patient with a temporary drop in body temperature enters the room, it can be classified as a target for quarantine.
Description
본 발명은 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열화상 카메라 영상에 포함되는 다수의 사람 각각에 대한 체온을 감지하고 표시하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of detecting and tracking the body temperature of each human object using a thermal imaging camera, and more particularly, to a method of detecting and displaying the body temperature of each of a plurality of people included in an image of a thermal imaging camera.
일반적으로, 전자기파는 스펙트럼의 파장영역(단위; Å)에 따라 "전파-적외선-가시광선-자외선-X선-감마선"으로 구분되며, 각 대역의 전자기파는 소정 매체에 대하여 상이한 투과계수, 흡광계수 및 에너지 분포를 갖는다.In general, electromagnetic waves are classified into "radio-infrared-visible-ultraviolet-X-rays-gamma-rays" according to the wavelength region (unit; Å) of the spectrum, and electromagnetic waves in each band have different transmission coefficients and extinction coefficients for a given medium. and energy distribution.
이와 같은 전자기파를 인식하기 위한 이미지 센서 및 이를 이용한 카메라 역시 파장영역에 따라 구분되어 사용되며, 예를 들면 열상 카메라, X선 카메라, 일반적 광학(가시광선) 카메라 등이 있다.An image sensor for recognizing such electromagnetic waves and a camera using the same are also classified according to the wavelength range, and for example, there are a thermal imaging camera, an X-ray camera, and a general optical (visible light) camera.
이때 상기 이미지 센서 및 카메라는 사용 용도에 따라 특정 대역의 한가지 전자기파에 반응하여 전기신호를 생성하도록 제조되며, 생성된 전기신호는 인체의 눈이 감지할 수 있도록 영상으로 구성된다.In this case, the image sensor and the camera are manufactured to generate an electrical signal in response to one electromagnetic wave of a specific band according to the intended use, and the generated electrical signal is composed of an image so that the human eye can detect it.
이러한 카메라 중에서 특히 적외선을 사용하는 적외선 열화상 카메라의 경우, 파장범위가 약 08~1000μm의 파장을 갖는 전자파인 적외선을 사용하여 대상체의 표면으로부터 복사되는 열 에너지를 시각적으로 보여준다. Among these cameras, in particular, an infrared thermal imaging camera using infrared rays visually shows thermal energy radiated from the surface of an object using infrared radiation, which is an electromagnetic wave having a wavelength of about 08 to 1000 μm in a wavelength range.
보다 구체적으로는 대상체 표면의 복사열 강도에 따라 색상을 달리하여 표시함으로써 사용자가 대상체의 온도를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.More specifically, by displaying different colors according to the radiant heat intensity of the surface of the object, the user can easily understand the temperature of the object.
이와 같은 적외선 열화상 카메라는, 적외선을 이용하기 때문에 주야간 구분이 없이 사용할 수 있기 때문에 대상체 표면의 온도를 측정하는 용도로 널리 사용되고 있다.Such an infrared thermal imaging camera is widely used for measuring the temperature of the surface of an object because it can be used regardless of day or night because it uses infrared rays.
이러한 장점으로 인하여, 열화상 카메라는 공공기관, 대형마트, 공항 등과 같은 대중 이용 시설에서 독감 또는 전염병 감지를 위하여 설치 운용하고 있음Due to these advantages, thermal imaging cameras are installed and operated to detect influenza or infectious diseases in public facilities such as public institutions, hypermarkets, and airports.
특히, 국제간 무역, 교류, 여행 등이 활발한 요즘, 공항최근 들어서는 전세계적으로 창궐하는 코로나 방역 대안으로 '열화상 카메라'가 주목받고 있다. In particular, in these days when international trade, exchange, and travel are active, 'thermal imaging cameras' are attracting attention as an alternative to the prevention of corona virus that is spreading around the world in airports recently.
열화상 카메라는 물체에서 방출하는 열을 다양한 색깔로 시각화해 보여 주는 카메라로 지금까지 주로 공항에서 입국자들을 관리하는 용도로 활용돼 왔다. 하지만 코로나 의심 증상으로 '고온'이 떠오르면서 코로나 방역을 위해 건물 입구에 '열화상 카메라'를 설치하는 업체가 늘어나고 있다. A thermal imaging camera is a camera that visualizes the heat emitted from an object in various colors and has been mainly used for managing passengers at airports so far. However, as 'high temperature' is emerging as a symptom of the corona virus, more and more companies are installing 'thermal imaging cameras' at the entrance of buildings to prevent corona.
다시 말하면, 최근들어 독감이나 신종 바이러스의 확산으로 공항이나, 대형 할인마트, 기타 다중이 이용하는 공공시설에서 이러한 열화상 카메라를 설치하여 사전 방역을 강화하는 수단으로 활용되고 있다. In other words, in recent years, due to the spread of influenza or new viruses, such thermal imaging cameras are being installed at airports, large discount marts, and other public facilities used by multiple people as a means to strengthen prevention in advance.
도 1은 공항에서 열화상 카메라를 이용하여 지나가는 여행객들에 대한 체온을 감지하고 있는 상황을 보여주는 실제 사례 도면이다. 1 is a diagram of an actual example showing a situation in which the body temperature of passing travelers is sensed using a thermal imaging camera at an airport.
도시된 바와 같이, 기존 열화상 카메라를 이용한 체온 감지 방법은 전체 촬영 영상 중 최고 온도만을 표시하는 방식인 관계로 관리자가 육안으로 모니터링하면서 최고 온도 표시 대상이 누구인지 일일이 확인하여야 하는 문제점이 있었다. As shown, there is a problem that the manager has to check who is the highest temperature display target while visually monitoring because the body temperature detection method using the existing thermal imaging camera is a method of displaying only the highest temperature among all the captured images.
이 때문에, 관리자가 모니터에서 눈을 떼는 순간 격리되어야 하는 사람이 스쳐 지나가는 경우도 발생할 수 있다는 문제점이 있었다. For this reason, there was a problem that the moment the manager takes his eyes off the monitor, a person who needs to be isolated may pass by.
본 발명은 기존 감시 방법의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,The present invention has been proposed to solve the problems of the existing monitoring method,
1. 최고 온도만을 표시하여 관찰하던 종래 방법과 달리 최저 체온도 함께 측정하는 방법을 제시하며, 1. Unlike the conventional method of displaying and observing only the highest temperature, we propose a method of measuring the lowest body temperature as well.
2. 다수 사람 각각의 전신 영역과 머리 영역에 대한 체온을 개별적으로 측정하여 표시하여 방역 대상자가 누군인지 명확히 알 수 있도록 하며, 2. Individually measure and display the body temperature for each body area and head area of multiple people so that you can clearly know who the person to be quarantined is,
3. 실내와 다른 온도 상태인 외부 공간(예컨대 건물 외부, 노상 주차장 등)에 소정 시간 노출되어 체온 변화가 생긴 상태에서 열화상 카메라가 설치되어 있는 건물의 실내로 진입함으로써 발생하는 오검출 문제를 해소할 수 있는 방법을 제안하고자 한다3. Resolves the problem of false detection caused by entering the interior of a building in which a thermal imaging camera is installed while the body temperature has changed due to exposure to an external space (eg, outside a building, an on-street parking lot, etc.) We would like to suggest a way to
4. 또한, 본 발명의 경우 다중의 사람 각각에 대한 영역을 판정하면서 각 사람 체온의 최고 온도와 최저 온도를 개별적으로 표시함과 아울러 객체의 중심점을 활용하여 각 사람의 추적할 수 있는 방법을 제안한다4. In addition, in the case of the present invention, while determining the area for each of multiple people, the highest and lowest temperatures of each person's body temperature are individually displayed, and a method for tracking each person using the center point of an object is proposed. do
본 발명의 기술적 사상인 The technical idea of the present invention
사전 방역 조치 차원에서 이루어지는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법은,The method of detecting and tracking the body temperature of each human object using a thermal imaging camera as a precautionary measure is,
(a)적외선 열화상 영상을 획득하는 단계;(a) acquiring an infrared thermal image;
(b)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 전신을 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 전신 객체 영역을 각기 표시하는 단계(b) individually detecting the whole body of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the whole body object area for each person, respectively
(c)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 머리를 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 머리 객체 영역을 각기 표시하는 단계로 구성되며,(c) individually detecting the head of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the head object area for each person,
상기 단계 (b)에서 검출되는 상기 전신 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 1 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 1 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 1 최고온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 1 최저 온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최저온도보다 낮은 경우에 경보를 발생시키고, After measuring a first maximum temperature that is the highest temperature and a first minimum temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the whole body object region detected in step (b), the first maximum temperature is a preset 1 is higher than the set maximum temperature, and generates an alarm when the first minimum temperature is lower than a predetermined first set minimum temperature,
상기 단계 (c)에서 검출되는 상기 머리 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 2 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 2 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 2 최고온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 2 최저 온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최저온도보다 낮은 경우 경보를 발생시켜 사전 방역 조치를 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다After measuring the second highest temperature that is the highest temperature and the second lowest temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the head object region detected in step (c), the second highest temperature is a preset 2 It is characterized in that it generates an alarm when the second minimum temperature is higher than the set maximum temperature and the second minimum temperature is lower than a predetermined second set minimum temperature to enable proactive prevention measures.
본 발명에 있어서, In the present invention,
상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, The first set maximum temperature and the first set minimum temperature and,
상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도는 The second set maximum temperature and the second set minimum temperature are
상기 열화상 카메라가 설치되어 있는 실내 온도와 출입문을 사이도 두고 상기 실내와 물리적으로 분리되어 있는 실외 온도간의 온도 차이에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다It is characterized in that it varies according to a temperature difference between the indoor temperature at which the thermal imaging camera is installed and the outdoor temperature physically separated from the indoor temperature with the door between them.
본 발명에 있어서, In the present invention,
상기 실내 온도와 상기 실외 온도간의 차이가 커질수록 상기 제 1 상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, 상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도는 상대적으로 낮아지는 것을 특징으로 한다As the difference between the indoor temperature and the outdoor temperature increases, the first set maximum temperature, the first set minimum temperature, and the second set maximum temperature and the second set minimum temperature are relatively lowered. to do
본 발명에 있어서, In the present invention,
상기 전신 객체 영역과 상기 머리 영역 개체를 개별적으로 추적하기 위하여To track the whole body object area and the head area object separately
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우이 갯수를 제 1 사람 객체의 수로 판정한 후, 상기 제 1 사람 객체 각각에 대하여 소정의 중심점을 계산하여 설정한 다음, Among the human objects included in the nth frame among the infrared thermal image, if the head object region is included in the whole body object region, this number is determined as the number of first human objects, and then a predetermined value for each of the first human objects After calculating and setting the center point of
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n+1번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우이 갯수를 제 2 사람 객체의 수로 판정한 후, If the head object region is included in the whole body object region among the human objects included in the n+1th frame among the infrared thermal image, this number is determined as the number of second human objects,
상기 제 1 사람 객체와 상기 제 2 사람 객체의 유사도를 측정한 다음, 상기 중심점을 이용하여 상기 제 2 사람 객체를 추적하는 것을 특징으로 한다After measuring the similarity between the first person object and the second person object, the second person object is tracked using the central point.
본 발명에 있어서, In the present invention,
상기 제 1 초고 온도와 제 2 최저 온도 및 the first ultra-high temperature and the second lowest temperature; and
상기 제 2 최고 온도와 제 2 최저 온도 각각은 Each of the second highest temperature and the second lowest temperature is
상기 전신 객체 영역 및 상기 머리 객체 영역 각각에 대응하여 표시되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is displayed corresponding to each of the whole body object area and the head object area.
본 발명을 실시하는 경우, 사람 객체의 전신 및 머리 영역 각각에 대한 최고 온도 및 최저 온도를 측정할 수 있음은 물론, 방역 대상자가 누군인지 명확히 알 수 있도록 하며, 외부의 차가운 기온하에 소정 시간 노출되어 체온이 일시적으로 떨어진 발열 환자가 실내로 진입한 경우에도 방역 대상자로 분류할 수 있는 효과가 있다. In the case of carrying out the present invention, it is possible to measure the highest and lowest temperatures for each of the body and head regions of a human object, as well as to clearly know who the person to be quarantined is, and to be exposed for a predetermined time under the cold outside temperature. Even when a fever patient with a temporary drop in body temperature enters the room, it has the effect of classifying it as a target for quarantine.
또한, 본 발명의 경우 다중의 사람 각각에 대한 영역을 판정하면서 각 사람 체온의 최고 온도와 최저 온도를 개별적으로 표시함과 아울러 객체의 중심점을 활용하여 각 사람의 추적할 수 있기 때문에 관리의 효울성이 매우 우수하다.In addition, in the case of the present invention, the maximum and minimum temperatures of each person's body temperature are individually displayed while determining the area for each of multiple people, and each person can be tracked using the center point of the object, so that the management efficiency is improved. Very good.
도 1은 공항에서 열화상 카메라를 이용하여 지나가는 여행객들에 대한 체온을 감지하고 있는 상황을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시시 모니터링 화면에 표시되는 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 열화상 카메라를 통하여 촬영한 다수의 열화상 데이터 셋을 이용하여 사람의 전신 영역 및 머리 영역에 대한 학습 방법을 준비하는 과정을 보여준다
도 5는 열화상 카메라 영상 속 각 사람 객체를 실시간으로 추적하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 1 is a diagram illustrating a situation in which the body temperature of passing travelers is sensed using a thermal imaging camera at an airport.
2 is a flowchart illustrating a method for detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera proposed in the present invention.
3 is a view exemplarily showing a state displayed on a monitoring screen when the method according to the present invention is implemented.
4 shows a process of preparing a learning method for a human body region and head region using a plurality of thermal image data sets captured by a thermal imaging camera.
5 is a flowchart illustrating a method of tracking each human object in a thermal imaging camera image in real time.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에서 제안하는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법에 대하여 설명하기로 한다Hereinafter, a method for detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera proposed by the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명에서 제안하는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법을 설명하는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera proposed in the present invention.
먼저, 본 발명의 실시를 위하여 적외선 열화상 카메라가 제 1 공간(실내 공간)에 설치되고 제 1 공간과 물리적으로 구분되는 제 2 공간(실외 공간)을 상정한다.First, for the implementation of the present invention, it is assumed that an infrared thermal imaging camera is installed in a first space (indoor space) and a second space (outdoor space) that is physically separated from the first space.
즉, 제 1 공간(실내 공간)은 적외선 열화상 카메라가 설치되어 있는 공간이고, 제 2 공간(실외 공간)은 제 1 공간이 출입문을 사이에 두고 물리적으로 분리되어 있는 다른 공간을 의미한다. That is, the first space (indoor space) is a space in which the infrared thermal imaging camera is installed, and the second space (outdoor space) means another space in which the first space is physically separated with an entrance door therebetween.
본 발명에서 제 1 공간과 제 2 공간을 구분한 이유는 열화상 카메라가 설치되는 실내 공간의 온도와 실외 공간의 외부 온도간에 차이가 있기 때문이며, 이에 대하여는 후술하기로 한다.The reason for dividing the first space and the second space in the present invention is that there is a difference between the temperature of the indoor space where the thermal imaging camera is installed and the external temperature of the outdoor space, which will be described later.
다음, 제 1 공간(실내 공간)에 설치되어 있는 열화상 카메라를 이용하여 사람 객체별로 사람의 체온을 감지하여 방역 대상자를 탐지하는 방법에 대하여 설명허기로 한다Next, a method of detecting a person to be quarantined by detecting a person's body temperature for each object using a thermal imaging camera installed in the first space (indoor space) will be explained.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 사전 방역 조치 차원에서 이루어지는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법은 As shown in FIG. 2 , the method for detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera performed in the dimension of preventive measures proposed in the present invention is
(a)적외선 열화상 영상을 획득하는 단계;(a) acquiring an infrared thermal image;
(b)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 전신을 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 전신 객체 영역을 각기 표시하는 단계(b) individually detecting the whole body of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the whole body object area for each person, respectively
(c)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 머리를 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 머리 객체 영역을 각기 표시하는 단계로 구성된다. (c) individually detecting the head of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the head object area for each person.
본 발명에 있어서, 단계(b)의 전신 객체 영역은 열화상 카메라에 포착되는 적어도 한명 이상인 다수의 사람 각각을 구분하여 분리한 영역을 의미하고, 단계(c)의 머리 객체 영역은 열화상 카메라에 포착되는 적어도 한명 이상인 다수의 사람 각각의 머리를 구분하여 분리한 영역을 의미한다. In the present invention, the whole-body object area of step (b) means an area separated and separated from each of a plurality of at least one or more people captured by the thermal imaging camera, and the head object area of step (c) is applied to the thermal imaging camera. It means an area in which the heads of at least one or more people captured are separated and separated.
각 사람의 전신과 머리만을 분리한 전신 객체 영역과 머리 객체 영역을 검출하는 방법은 기계학습(machine learning)을 통하여 가능하다A method of detecting the whole body object region and the head object region in which only the body and head of each person are separated is possible through machine learning.
예를 들면, 적용 가능한 기계학습 방법은 고전적인 Adaboost, SVM, Random Forest 등, CNN 심층학습(deep learning), AlexNet, GoogLeNet, VGG-16, ResNet, Autoencoder, GAN(Generative Adversarial Network) 등이 있을 수 있다. For example, applicable machine learning methods may include classical Adaboost, SVM, Random Forest, etc., CNN deep learning, AlexNet, GoogLeNet, VGG-16, ResNet, Autoencoder, Generative Adversarial Network (GAN), etc. have.
위와 같은 다양한 기계 학습 방법을 통하여 열화상 카메라에 포착되는 다수의 사람 각각의 전신과 머리 영역을 구분하여 표시할 수 있을 것이다. Through various machine learning methods as described above, it will be possible to distinguish and display the whole body and head regions of a plurality of people captured by the thermal imaging camera.
다음, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, Next, in the present invention, as shown in Figure 2,
상기 단계 (b)에서 검출되는 상기 전신 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 1 최고 온도(tB, max)와 제일 낮은 온도인 제 1 최저 온도(tB, min)를 측정한 후, 상기 제 1 최고온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최고온도(TB, max)보다 높고, 상기 제 1 최저 온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최저온도(TB, min)보다 낮은 경우에 경보를 발생시켜 사전 방역 조치를 가능하도록 하도록 한다After measuring a first maximum temperature (tB, max), which is the highest temperature, and a first minimum temperature (tB, min), which is the lowest temperature, among the temperatures measured in the whole body object region detected in step (b), the When the first maximum temperature is higher than the predetermined first set maximum temperature (TB, max), and the first minimum temperature is lower than the predetermined first set minimum temperature (TB, min), an alarm is generated Make it possible to take precautionary measures
또한, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, In addition, in the present invention, as shown in Figure 2,
상기 단계 (c)에서 검출되는 상기 머리 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 2 최고 온도(tH, max)와 제일 낮은 온도인 제 2 최저 온도(tH, min)를 측정한 후, 상기 제 2 최고온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최고온도(TH, max)보다 높고, 상기 제 2 최저 온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최저온도(TH, min)보다 낮은 경우 경보를 발생시켜 사전 방역 조치를 가능하도록 한다After measuring the second highest temperature (tH, max), which is the highest temperature, and the second lowest temperature (tH, min), which is the lowest temperature, among the temperatures measured in the head object region detected in step (c), the When the second maximum temperature is higher than the second predetermined second maximum temperature (TH, max), and the second minimum temperature is lower than the second predetermined minimum temperature (TH, min), an alarm is generated in advance Enable quarantine measures
본 발명에서, 각 사람의 전신 객체 영역에 대한 최고 온도와 최저 온도 및 각 사람의 머리 객체 영역에 대한 최고 온도와 최저 온도를 구분하는 이유는 다음과 같다.In the present invention, the reason for classifying the highest temperature and the lowest temperature for each person's whole body object area and the highest temperature and the lowest temperature for each person's head object area is as follows.
통상, 공항이나 대형 마트, 공공기관의 출입문 등을 통하여 많은 사람들이 외부로부터 실내로 들어오는 경우, 실내 공간에 설치되어 있는 적외선 열화상 카메라를 이용하여 사람들의 체온을 측정하게 된다In general, when many people enter the room from the outside through the door of an airport, large mart, or public institution, the body temperature of people is measured using an infrared thermal imaging camera installed in the indoor space.
그런데, 독감 등이 유행하는 겨울철을 가정하면, 차가운 외부 기온에 소정 시간 노출된 사람들의 대부분은 일시적으로 체온이 급격히 떨어지게 된다. 이는 발열에 있는 사람도 마찬가지다. However, assuming a winter season when influenza is prevalent, most of the people exposed to the cold outside temperature for a predetermined time temporarily drop their body temperature rapidly. The same goes for people with fever.
이 때문에, 출입문을 통하여 실내 공간으로 진입했을 때 열화상 카메라를 통하여 촬영하면 발열이 있었던 사람들도 체온이 떨어진 상태로 측정되어 정상으로 판정되는 경우가 있을 수 있다. For this reason, when entering the indoor space through the door and photographing through the thermal imaging camera, even those who had a fever may be measured in a state in which their body temperature has dropped and determined to be normal.
이 때문에, 기존의 열화상 카메라 시스템 방식으로 판정하는 경우, 실제 발열이 있는 사람도 정상으로 판정되는 경우가 발생하는 문제점이 있다For this reason, when determining by the conventional thermal imaging camera system method, there is a problem in that even a person with actual fever is determined to be normal.
따라서, 외부 온도와 실내 온도의 차이가 소정 범위를 벗어나고 외부 공간에 노출되는 시간이 일정 시간 이상인 경우, 열화상 카메라를 통하여 발열이 있는 사람을 검출함에 있어 발열 환자임을 판별하기 위해 설정 온도를 낮출 필요가 있을 것이다. Therefore, when the difference between the external temperature and the indoor temperature is out of a predetermined range and the exposure time to the external space is more than a certain period of time, the set temperature needs to be lowered to determine that a person with a fever is a patient with a fever in detecting a person with a fever through the thermal imaging camera there will be
한편, 본 발명에서는 각 사람의 전신 객체 영역에 대한 최저 온도 및 각 사람의 머리 객체 영역에 대한 최저 온도를 발명의 필수 구성 요소로 하고 있다.On the other hand, in the present invention, the minimum temperature for the whole body object area of each person and the minimum temperature for the head object area of each person are essential components of the invention.
통상, 발열 등으로 인하여 신체에 문제가 있는 사람의 경우 특정 부위의 체온이 상대적으로 높은 것은 물론이고 신체 기능이 저하되어 소정 부위의 체온이 비정상적으로 낮은 경우가 일반적이다. In general, in the case of a person having a body problem due to fever, etc., the body temperature of a specific part is not only relatively high, but also the body function is deteriorated, so that the body temperature of the predetermined part is abnormally low.
따라서, 본 발명에서는 피촬영 대상 사람의 전신 또는 머리 영역에 대한 최고 온도 이외에 사람의 전신 또는 머리 영역에 대한 최저 온도를 함께 측정하도록 한 것이다. Therefore, in the present invention, in addition to the maximum temperature for the body or head region of the subject to be photographed, the lowest temperature for the body or head region of the person is also measured.
이를 요약하여 정리하면, 본 발명에서는 상기 열화상 카메라가 설치되어 있는 실내 온도와 상기 실내와 물리적으로 분리되어 있는 실외 온도간의 온도 차이를 반영하여, 상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, 상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도를 가변시킬 수 있도록 하였다. In summary, in the present invention, the first set maximum temperature and the first set minimum temperature are reflected by the temperature difference between the indoor temperature where the thermal imaging camera is installed and the outdoor temperature physically separated from the indoor temperature. And, the second set maximum temperature and the second set minimum temperature was made to be variable.
또한, 본 발명에서는 상기 실내 온도와 상기 실외 온도간의 차이가 커질수록 상기 제 1 상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, 상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도를 상대적으로 더 낮추도록 하였다. In addition, in the present invention, as the difference between the indoor temperature and the outdoor temperature increases, the first set maximum temperature and the first set minimum temperature and the second set maximum temperature and the second set minimum temperature are relatively was lowered to
또한 제 1 상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, 상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도의 가변은 외부 공간의 외부 기온하에서의 평균 체류 시간(평균 이동 시간, 외부 공간에서 내부 공간으로 이동하는 평균 시간)을 고려하여 가변시킬 수도 있을 것이다. In addition, the variation of the first first set maximum temperature and the first set minimum temperature, and the second set maximum temperature and the second set minimum temperature is the average residence time (average moving time, outer space) under the external temperature of the external space. It may be possible to change it by considering the average time of moving from to the inner space).
도 4는 본 발명의 실시를 위하여 사람 객체의 전신과 머리 영역에 대한 기계 학습을 진행하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of performing machine learning on a whole body and a head region of a human object for implementing the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 열화상 카메라를 통하여 촬영한 다수의 열화상 데이터 셋을 준비한다. As shown in FIG. 4 , the present invention prepares a plurality of thermal image data sets captured by a thermal imaging camera.
다음, 소정의 알고리즘을 통하여 열화상 데이터 셋에 저장되어 있는 다수의 열화상 영상에 대하여 사람 객체의 전신 영역을 추출하고, 전신 영역에 대한 기계학습을 진행하고, 전신 기계 학습 모델 파라메터를 추출한 후, 전신 기계 학습 파라미터를 도출한다Next, the whole body region of a human object is extracted from a plurality of thermal image images stored in the thermal image data set through a predetermined algorithm, machine learning is performed on the whole body region, and the whole body machine learning model parameters are extracted, Derive whole-body machine learning parameters
마찬가지로, 사람 객체의 머리 영역을 추출하고, 머리 영역에 대한 기계학습을 진행하고, 머리 기계 학습 모델 파라메터를 추출한 후, 머리 기계 학습 파라미터를 도출한다.Similarly, the head region of the human object is extracted, machine learning is performed on the head region, and the head machine learning model parameters are extracted, and then the head machine learning parameters are derived.
도 5는 본 발명의 실시를 위하여 격리 대상을 추적하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of tracking an isolated object for implementing the present invention.
도시된 바와 같이, 도 4에서 도출한 전신 기계학습 파라미터 및 머리 기계학습 파라메터를 활용하여 열화상 카메라를 통하여 촬영된 열화상 영상 중에서 임의의 n번째 프레임에 포함되어 있는 사람 객체에 대한 전신과 머리 영역을 검출한다.(단계 S1)As shown, the whole body and head region for a human object included in an arbitrary nth frame among thermal image images taken through a thermal imaging camera using the whole body machine learning parameter and the head machine learning parameter derived in FIG. is detected. (Step S1)
다음, 단계 S2에서, 전신 영역내에 머리 영역이 포함되어 있는 경우 유효한 정보로 판단하고 사람을 검출한다(예컨대 m 명).
본 발명에서는 전신 영역내에 머리 영역이 포함되는지 않는 경우(예컨대 타인에 의하여 가리워져 사람의 머리 영역만 추출되거나 전신 중의 일부분만 추출되는 경우)에는 유효 데이터로 취급하지 아니한다 즉, 전신 영역내에 머리 영역이 포함되는 경우만 유효 객체 인식으로 판정한다Next, in step S2, if the head region is included in the body region, it is judged as valid information and a person is detected (eg, m people).
In the present invention, if the head region is not included in the whole body region (for example, when only the head region of a person is extracted because it is covered by others or only a part of the body is extracted), it is not treated as valid data. That is, the head region is included in the whole body region. It is judged as valid object recognition only if
다음, 단계 S3에서 사람 영역 중심점을 계산한다. 사람 영역 중심점은 알고리즘에 따라 설정 가능한데, 예컨대 전신 객체 영역의 중간점이나 전신 객체 영역의 상부 1/3 등으로 설정 가능하다 본 발명에서 사람 영역 중심점은 객체의 이동 중심점으로 사용된다.Next, in step S3, the center point of the human domain is calculated. The center point of the person area can be set according to an algorithm, for example, it can be set as the midpoint of the whole body object area or the upper third of the body object area. In the present invention, the center point of the person area is used as the movement center point of the object.
다음, 본 발명에서는 n+1번째 프레임에 대하여 위에 설명한 단계 S1, S2 및 S3를 실시하여 사람을 검출한다. 이 때 검출된 사람의 수를 L 명이라하자Next, in the present invention, the above-described steps S1, S2, and S3 are performed with respect to the n+1th frame to detect a person. Let the number of people detected at this time be L.
여기서, L 명은 상기 m명과 같을 수도 있고 다를 수도 있을 것이다.Here, the L names may be the same as or different from the m names.
본 발명에서는 n번째 프레임의 m명과 n+1번째 프레임의 L명의 유사도를 측정한 후 n번째 프레임에서 도출한 사람 영역 중심점을 기초로 L명 사람 객체 각각에 대하여 추적한다 즉 유사도 측정에 의하여 유사하다고 인정된 사람 객체를 추적할 수 있다.In the present invention, after measuring the similarity between m people in the nth frame and L people in the n+1th frame, tracking is performed for each of the L people based on the center point of the human domain derived from the nth frame. That is, similarity is determined by measuring the similarity. A recognized person object can be traced.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 격리 대상 사람 객체에 대하여 전신 영역과 머리 영역을 박스(레이블링)로 표시하고 해당 전신 영역과 머리 영역의 최고 온도 및 최저 온도를 각각 표시함과 아울러 도 5에 설명한 바와 같이 객체를 추적하면서 이들 온도를 개별적으로 표시하거나 경고를 발생시킴으로써 격리 대상 사람 객체를 효율적으로 관리할 수 있다는 이점이 있다.As described above, in the present invention, the body region and the head region are displayed with boxes (labeling) for the human object to be quarantined, and the highest and lowest temperatures of the corresponding body region and the head region are displayed, respectively, as well as described in FIG. As shown, there is an advantage that the quarantined human object can be efficiently managed by individually displaying these temperatures or generating an alert while tracking the object.
전술한 본 발명의 추적 관련 기술적 사상을 요약하여 설명하면 다음과 같다The technical idea related to tracking of the present invention will be summarized and described as follows.
본 발명에서는 적외선 열화상 영상 속에 포함되어 있는 상기 전신 객체 영역과 상기 머리 영역 개체를 개별적으로 추적하기 위하여In the present invention, in order to individually track the whole body object region and the head region object included in the infrared thermal image,
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우 이 갯수를 제 1 사람 객체의 수로 판정한 후, 상기 제 1 사람 객체 각각에 대하여 소정의 중심점을 계산하여 설정한 다음, If the head object region is included in the whole body object region among the human objects included in the nth frame among the infrared thermal image, this number is determined as the number of first human objects, and then, for each of the first human objects After calculating and setting a predetermined central point,
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n+1번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우 이 갯수를 제 2 사람 객체의 수로 판정한 후, If the head object area is included in the whole body object area among the human objects included in the n+1th frame among the infrared thermal image, this number is determined as the number of second human objects,
상기 제 1 사람 객체와 상기 제 2 사람 객체의 유사도를 측정한 다음, 상기 중심점을 이용하여 상기 제 2 사람 객체를 추적한다After measuring the similarity between the first person object and the second person object, the second person object is tracked using the central point
본 발명의 경우, 사람의 체온인 상기 제 1 최고 온도와 제 2 최저 온도 및 상기 제 2 최고 온도와 제 2 최저 온도 각각을 상기 전신 객체 영역 및 상기 머리 객체 영역 각각에 대응하여 표시되도록 할 수 있다In the present invention, the first maximum temperature and the second minimum temperature, and the second maximum temperature and the second minimum temperature, which are human body temperatures, respectively, may be displayed corresponding to the whole body object area and the head object area, respectively.
따라서, 본 발명의 경우 다중의 사람 각각에 대한 영역을 판정하면서 각 사람 체온의 최고 온도와 최저 온도를 개별적으로 표시함과 아울러 객체의 중심점을 활용하여 각 사람의 추적할 수 있기 때문에 관리의 효율성이 매우 우수하며 격리 대상 판별을 자동적으로 판정할 수 있다는 이점이 있다.Therefore, in the case of the present invention, the highest and lowest temperatures of each person's body temperature are individually displayed while determining the area for each of multiple people, and each person can be tracked by utilizing the center point of the object, so management efficiency is improved. It is very good and has the advantage of being able to automatically determine the identification of the object to be quarantined.
Claims (5)
(a)적외선 열화상 영상을 획득하는 단계;
(b)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 전신을 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 전신 객체 영역을 각기 표시하는 단계
(c)상기 적외선 열화상 영상에 표시되는 사람의 머리를 개별적으로 검출하여 각 사람에 대한 머리 객체 영역을 각기 표시하는 단계로 구성되며,
상기 단계 (b)에서 검출되는 상기 전신 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 1 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 1 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 1 최고온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 1 최저 온도가 기설정된 소정의 제 1 설정 최저온도보다 낮은 경우에 경보를 발생시키고,
상기 단계 (c)에서 검출되는 상기 머리 객체 영역에서 측정되는 온도 중 제일 높은 온도인 제 2 최고 온도와 제일 낮은 온도인 제 2 최저 온도를 측정한 후, 상기 제 2 최고온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최고온도보다 높고, 상기 제 2 최저 온도가 기설정된 소정의 제 2 설정 최저온도보다 낮은 경우 경보를 발생시켜 사전 방역 조치를 가능하도록 하며,
상기 제 1 최고 온도와 제 2 최저 온도 및
상기 제 2 최고 온도와 제 2 최저 온도 각각은
상기 전신 객체 영역 및 상기 머리 객체 영역 각각에 대응하여 표시되며,
상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및,
상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도는
상기 열화상 카메라가 설치되어 있는 실내 온도와 출입문을 사이도 두고 상기 실내와 물리적으로 분리되어 있는 실외 온도간의 온도 차이에 따라 가변되며,
상기 실내 온도와 상기 실외 온도간의 차이가 커질수록 상기 제 1 상기 제 1 설정 최고 온도와 상기 제 1 설정 최저 온도 및, 상기 제 2 설정 최고 온도와 상기 제 2 설정 최저 온도는 상대적으로 낮아지며,
상기 전신 객체 영역과 상기 머리 영역 개체를 개별적으로 추적하기 위하여
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우 이 갯수를 제 1 사람 객체의 수로 판정한 후, 상기 제 1 사람 객체 각각에 대하여 소정의 중심점을 계산하여 설정한 다음,
상기 적외선 열화상 영상 중에서 n+1번째 프레임에 포함된 사람 객체 중에서 상기 전신 객체 영역내에 상기 머리 객체 영역이 포함되어 있는 경우 이 갯수를 제 2 사람 객체의 수로 판정한 후,
상기 제 1 사람 객체와 상기 제 2 사람 객체의 유사도를 측정한 다음, 상기 중심점을 이용하여 상기 제 2 사람 객체를 추적하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라를 이용한 사람 객체별 체온 감지 및 추적 방법.A method for detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera performed as a precautionary measure, the method comprising:
(a) obtaining an infrared thermal image;
(b) individually detecting the whole body of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the whole body object area for each person, respectively
(c) individually detecting the head of a person displayed in the infrared thermal image and displaying the head object area for each person,
After measuring a first maximum temperature that is the highest temperature and a first minimum temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the whole body object region detected in step (b), the first maximum temperature is a preset 1 is higher than the set maximum temperature, and generates an alarm when the first minimum temperature is lower than a predetermined first set minimum temperature,
After measuring the second highest temperature that is the highest temperature and the second lowest temperature that is the lowest temperature among the temperatures measured in the head object region detected in step (c), the second highest temperature is a preset 2 When the second minimum temperature is higher than the set maximum temperature and the second minimum temperature is lower than a predetermined second set minimum temperature, an alarm is generated to enable proactive quarantine measures,
the first highest temperature and the second lowest temperature; and
Each of the second highest temperature and the second lowest temperature is
Displayed corresponding to each of the whole body object area and the head object area,
The first set maximum temperature and the first set minimum temperature and,
The second set maximum temperature and the second set minimum temperature are
It varies according to the temperature difference between the indoor temperature where the thermal imaging camera is installed and the outdoor temperature physically separated from the indoor temperature with the door between them,
As the difference between the indoor temperature and the outdoor temperature increases, the first set maximum temperature, the first set minimum temperature, and the second set maximum temperature and the second set minimum temperature are relatively lowered,
To track the whole body object area and the head area object separately
Among the human objects included in the nth frame among the infrared thermal image, if the head object region is included in the whole body object region, this number is determined as the number of first human objects, and then for each of the first human objects After calculating and setting a predetermined central point,
If the head object area is included in the whole body object area among the human objects included in the n+1th frame among the infrared thermal image, this number is determined as the number of second human objects,
The method of detecting and tracking body temperature for each human object using a thermal imaging camera, characterized in that after measuring a degree of similarity between the first human object and the second human object, the second human object is tracked using the central point.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |