KR102487033B1 - 인공 지능 기반 영상 처리 장치 - Google Patents

인공 지능 기반 영상 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공 지능에 기반하여 대상물의 영상을 처리하는 영상 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 방문객 신원 정보를 등록하는 방문객 등록부; 방문객 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부; 방문객의 영상 이미지를 처리하는 처리부를 포함하고,
상기 처리부에 의해 상기 방문객의 영상을 상기 얼굴 인식부와 비교하여 처리하는 영상 처리 장치가 제공될 수 있다.

Description

인공 지능 기반 영상 처리 장치{AI BASED IMAGE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 인공 지능에 기반하여 대상물의 영상을 처리하는 영상 처리 장치에 관한 것이다.
코로나 19 바이러스가 확산되고 있지만, 많은 사람이 모이는 관광지 또는 행사장 등에서 감염 경로를 추적하기 어려운 문제점이 있다. 감염 우려에 따른 관광객 감소로 인하여, 바이러스로부터 안전한 관광지 관리를 위한 인공 지능 기반 비전 검사 장치의 필요성이 대두된다.
인공 지능과 영상 처리 장치를 결합한 융합 디지털 플랫폼이 요망되고 있다. 4차 산업혁명 시대의 산업 모델로서, 인공지능, 가상현실 등 4차 산업혁명의 요소 기술을 바탕으로, 정형화된 프로그램을 벗어나 개인화된 혁신적 콘텐츠 생산을 가능케 하는 스마트 비전 검사 장치의 모델 개발 필요성이 대두된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사람들이 많이 방문하는 관광지, 각종 행사장 등에 코로나19 바이러스 감염자 발생시, 주변 감염자를 쉽게 파악하여 신속하게 대처할 수 있도록 한 인공 지능 기반 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 해결 수단은 방문객 신원 정보를 등록하는 방문객 등록부; 방문객 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부; 방문객의 영상 이미지를 처리하는 처리부를 포함하고,
상기 처리부에 의해 상기 방문객의 영상을 상기 얼굴 인식부와 비교하여 처리하는 영상 처리 장치가 제공될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 사람이 많이 모이는 관광지, 또는 각종 행사장에서 방문객들의 신원 정보 및 얼굴 이미지를 등록한 상태로 출입이 가능하도록 하고, 현장에서는 상기 감시 카메라부에 의해 방문객의 영상 이미지를 획득한 상태에서 이벤트가 발생하면 기 등록된 방문객 리스트와 대조하여 해당자를 파악하고 대처할 수 있다.
본 발명은 인공 지능 기반의 처리부를 통해 상시 현장의 영상을 촬영하는 감시 카메라부와, 방문객의 온도를 측정하는 온도 측정부를 마련하여 특정 온도 이상이 감지되면, 바이러스 감염 또는 의심자로 간주하여 기 등록된 얼굴 인식부에 저장된 방문객의 얼굴 이미지와 매칭시켜서 매칭 여부를 판단하며, 매칭이 이루어지면 해당자의 신원 정보를 바로 제공받고, 주변 접촉자를 모두 파악하여 대응할 수 있다.
따라서, 바이러스 확진자의 신원정보 및 동선에 따른 주변 접촉자 신원 정보를 신속 정확하게 파악할 수 있으므로 바이러스 감염 확산을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자연친화적 콘텐츠 관리가 가능하다. 코로나 19, 날씨 등 급변하는 환경 가운데에서도 지능적이고 효율적인 관광지 운영과 정보 관리를 지원하는 빅데이터 기반 시스템을 구축할 수 있다.
본 발명은 효율적인 데이터 관리 및 활용이 가능하다. 박람회나 관광지 등 방문자가 많이 모이는 장소에서 방문자에 관련된 방문자 데이터를 취득하고 효율적인 데이터 분석과 관리를 통하여 비전 검사 장치로서 활용할 수 있다.
본 발명에 의하면 코로나19 대비 AI 기반 관광객 관리가 가능하다. 마스크 착용에도 불구하고 신뢰성 있는 방문자 인식 기술을 개발할 수 있다. 개발된 시스템은 방문자 자동 등록 및 방문자 수 자동 집계, 방문자 체온 측정, 방문자 데이터의 공공 클라우드 전송을 통해, 지역 경제의 근간이 되는 관광지 관리 및 코로나19 감염경로 추적을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 개인화된 관광 서비스 개발이 가능하다. 얼굴 인식 기반의 방문자 선호도 예측 분석이 가능할 수 있다. 시스템에서 파악된 방문자의 투어 경로 자동 추적 등을 통한 개인화된 안내 가이드 서비스를 개발할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자연 친화적 관광지 관리 플랫폼을 개발할 수 있다. 코로나19, 기상정보, 관광객 정보(인식, 체온), 카트 사용 정보등의 빅데이터에 기반하여 방문자 수, 날씨, 코로나19 감염 위험도 예측 등 지능적인 관광지 운영을 위한 스마트 플랫폼 개발을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 영상 처리 장치의 일례를 나타낸 출입구 도면이다.
도 2는 본 발명의 영상 처리 장치 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 처리 장치에 의해 촬영된 영상속의 대상물을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 감시 카메라부에서 영상 처리후 서로 다른 시간에 대상물의 윤곽이 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 처리부의 감시 카메라부 및 온도 처리부에 의해 촬영되는 방문객의 온도를 측정하는 상태를 나타낸 카메라부의 화면부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 영상 처리 장치에 의해 2개의 화면에서 동일 인물을 파악하는 모습을 나타낸 도면이다.
이하. 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 영상 처리 장치의 일례를 나타낸 출입구 도면, 도 2는 본 발명의 영상 처리 장치 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 영상 처리 장치(10)는 방문객 신원 정보를 등록하기 위한 방문객 등록부(20), 방문객 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부(30), 방문객 등록부(20)를 통한 방문객 신원 정보와 방문객 얼굴 정보 및 얼굴 인식부(30)에 의한 인식 결과를 저장하고 통합 관리하는 관리 서버(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
방문객은 영상 처리 대상인 대상물의 일례가 될 수 있다.
방문객 등록부(20)에 저장되는 방문객 신원 정보는 방문객의 얼굴 및 개인 정보(주민등록번호, 주소, 전화번호, 신용 카드 번호 등)일 수 있다.
방문객 등록부(20)에 방문객 신원 정보를 등록하는 방법은 현장 등록, 인터넷 예약 등록, 단체 등록 등의 방식으로 구현될 수 있다.
현장 등록은 방문객이 방문하는 관광지에서 사전 등록하는 방식으로서, 현장에 구비된 카메라부를 통해 캡쳐한 얼굴 이미지를 저장할 수 있다.
인터넷 예약 등록은 방문객이 소유하고 있는 단말기에 설치된 전용 앱을 통해 등록 절차를 진행할 수 있다. 전용 앱상에서 단말기 소유자의 얼굴 및 신원 정보를 입력하여 저장시키면, 관리 서버(40)에 전송되어 저장될 수 있다.
단체 등록은 안심 콜로 각자의 얼굴 사진을 전송하고, 신원 정보와 함께 등록 절차를 진행할 수 있다.
도 1을 참조하면, 방문객이 관광지에 입장하기 위해 출입구(E)를 통과시에는 출입구(E)에 마련된 카메라를 통해 방문객의 얼굴을 인식하고 방문객 등록부(20)에 미리 저장된 얼굴 이미지와 매칭시켜서 일치 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 얼굴 인식부(30)는 방문객의 얼굴 이미지를 캡쳐하는 카메라부(31), 카메라부(31)에서 획득한 영상 이미지를 제공받아 저장하는 저장부(32), 저장부(32)를 통해 방문객 등록부(20)에 등록되어 저장된 방문객의 얼굴 이미지와 매칭시키는 매칭부(33), 매칭부(33)에 의해 매칭 결과에 따라 출입구를 통해 입장 가능 여부를 알려주는 인증부(34)를 포함할 수 있다.
저장부(32)는 카메라부(31)에서 획득한 영상 이미지를 통해 출입구를 통과하는 방문객의 출입 시간을 파악하고 데이터로 저장할 수 있다.
매칭부(33)에 의한 얼굴 이미지 매칭시, 인터넷을 통해 사전 등록한 등록자, 현장 등록자, 단체 등록자의 얼굴 이미지와 매칭할 수 있다.
또한, 관광지 또는 행사장 등에 처리부를 마련하여 상시 영상을 촬영하고, 만일 방문객중에서 코로나 바이러스 감염자가 발생하는 경우, 해당 장소 및 시간대에 감염자 주변 사람들을 인식하여 파악할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 처리부(50)는 관광지 또는 행사장 등의 여러 위치에 설치되는 감시 카메라부(51), 대상물의 온도를 측정할 수 있는 온도 측정부(52)를 포함할 수 있다.
방문객의 얼굴 인식을 위한 얼굴 이미지를 시간대별로 저장부(32)에 저장할 수 있다.
만일, 현장 방문객중에서 코로나 바이러스 확진자가 발생하는 경우, 해당 확진자의 감염 및 전파 경로를 파악하기 위해, 해당 확진자가 머무른 시간대에 해당하는 영상 이미지를 획득할 수 있다.
감시 카메라부(51)에 의해 상시 영상 이미지를 획득하고 있으므로, 해당 확진자의 위치를 파악하기 위해 상시 제공받는 영상 이미지중에서 해당 확진자의 얼굴을 인식하는 작업을 수행할 수 있다.
해당 확진자의 얼굴을 인식하기 위해서, 방문객 등록부(20)를 통해 등록된 해당 확진자의 얼굴 이미지를 저장부(32)로부터 불러와서 매칭부(33)를 통해 감시 카메라부(51)에 의해 제공되는 영상 이미지로부터 해당 확진자의 얼굴과 매칭하는 작업을 수행할 수 있다.
감시 카메라부(51)는 FOV(Field of View)에 포착된 대상물(100) 또는 주변 환경(110)을 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명은 대상물의 온도를 측정할 수 있는 온도 측정부(52)가 마련될 수 있다.
도 5를 참조하면, 온도 측정부(52)는 대상물(100)에 대면되는 자세로 정렬된 후 비접촉식으로 대상물(100)의 온도를 측정할 수 있다. 온도 측정부(52)에 의해 측정된 대상물(100)의 측정 데이터는 제어부(53)에서 온도로 환산할 수 있다.
대상물(100) 또는 주변 환경(110)에서 방출되는 적외선이 온도 측정부(52)에 도달될 수 있다.
제어부(53)는 감시 카메라부(51)에서 촬영된 영상(310)의 처리를 통하여 대상물(100)의 종류, 측정 위치의 정확성을 판단할 수 있다.
제어부(53)는 영상(310)에서 대상물(100)을 추출할 수 있다. 제어부(53)는 영상(310)에서 대상물(100)의 위치를 파악할 수 있다.
감시 카메라부(51)는 제1 시간에 제1 영상(310)을 촬영하고 제2 시간에 제2 영상(310)을 촬영할 수 있다. 제어부(53)는 제1 영상(310)과 제2 영상(310)을 비교하여 일정값 이상 변화가 발생한 픽셀을 움직이는 물체로 인식하며, 제어부(53)는 액츄에이터를 구동하여 온도 측정부(220)를 움직이는 물체에 추종시키고 움직이는 물체의 온도를 측정할 수 있다.
액츄에이터는 온도 측정부(52)를 제1 축 및 제2 축으로 스캔하고, 온도 측정부(52)는 이동되면서 3차원 공간상의 여러 측정 위치로부터의 적외선 도달량을 입수받으며, 제어부(53)는 3차원 공간상의 여러 측정 위치를 감시 카메라부(51)가 촬영한 2차원 영상(310)에 일대일 매핑시키고, 감시 카메라부(51)의 영상(310)의 각 좌표별 적외선 도달량을 영상(310)의 각 좌표별 온도로 환산할 수 있다.
제어부(53)는 액츄에이터를 제어하여 온도 측정부(52)를 대상물(100)에 정렬시킬 수 있다.
감시 카메라부(51)는 대상물(100)을 촬영하고, 대상물(100)의 얼굴 영역(120)를 특정하여 파악되게 할 수 있다.
감시 카메라부(51)에 의해 획득된 얼굴 영역(120)에 대한 이미지는 얼굴 인식부(30)의 매칭부(33)에서 매칭 작업을 통해 찾고자 하는 대상물과 비교하여 찾을 수 있다.
매칭부(33)에 의한 얼굴 매칭시 매칭 조건은 다음과 같이 설정할 수 있다.
얼굴 매칭율의 임계값을 70%로 설정하고, 특정 시간대의 영상 이미지중에서 매칭율이 70% 이상인 경우 매칭 성공으로 간주하고, 50% 미만인 경우에는 매칭 실패로 간주할 수 있다.
또한, 얼굴 매칭율이 50% ~ 70% 인 경우에는 다시 한번 매칭 작업을 수행할 수 있다. 다시 한번 매칭 작업을 수행한 결과, 매칭율이 70%를 초과하면 매칭 성공으로 간주하고 채택할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부(53)는 제1 영상(310)과 제2 영상(310)을 비교하여 일정값 이상 변화가 발생한 픽셀을 움직이는 물체로 인식할 수 있다. 도 4를 참조하면, 픽셀값에 시간별 변화가 생긴 픽셀만 추출하여 대상물(100)로 인식할 수 있다. 제1 시간의 대상물의 윤곽(311a)가 제2 시간의 대상물의 윤곽(311b)로 변경되었으며, 제어부(53)는 이를 파악하여 주변 환경(110)을 영상(310)에서 제거하고 대상물(100)의 윤곽(311)만으로된 영상(310)을 추출하고 위치나 거리 파악에 활용할 수 있다.
주변 환경(110)은 시간에 상관없이 고정된 픽셀이며, 시간에 따라 변화되는 픽셀은 움직이는 물체로 인식할 수 있다. 제어부(53)는 인공 지능 등에 의하여 변화되는 픽셀을 움직이는 물체로 인식하고, 인공 지능 로직 등을 활용하여 움직이는 물체의 윤곽이 사람의 윤곽인지 판단하여 움직이는 물체가 사람 또는 가축인지 판별할 수 있다. 심지어 가축의 경우에도 동일한 돼지 사육 장소라고 하여도 각 돼지의 크키나 윤곽 특성등을 파악하여 서로 다른 돼지를 인식할 수 있다. 이는 돼지가 움직이는 경우에도 가능할 수 있다.
제어부(53)는 감시 카메라부(51)의 영상(310)으로부터 사람의 얼굴을 인식하고 액츄에이터를 구동하여 온도 측정부(52)를 얼굴에 조준한 상태로 온도를 측정할 수 있다.
액츄에이터에 의하여 온도 측정부(52)가 사람의 얼굴을 따라 계속 움직이는 상태에서, 온도 측정부(52)가 사람의 얼굴을 측정할 수 있다. 이 온도는 얼굴의 거리 또는 각도에 따라 실시간 보정될 수 있다.
제어부(53)는 감시 카메라부(51)에서 촬영된 영상(310)으로부터 대상물(100)의 종류와 방사율을 판단하고, 방사율에 따라 온도를 보정할 수 있다.
제어부(53)는 감시 카메라부(51)의 영상(310)으로부터 대상물(100)을 인식하고, 대상물(100)에 따라 적외선을 방사하는 비율인 방사율을 인식하며, 방사율에 따라 적외선 도달량에 의하여 산출된 온도를 보정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 감시 카메라부(51)에 의해 대상물(100)의 얼굴 영상을 획득한 다음, 미리 저장된 대상물, 예를 들어 관광지 또는 행사장 등의 등록된 방문객에 대한 얼굴 정보와 확진자의 얼굴을 매칭부(33)에서 매칭시켜서 매칭율에 따라 동일 인물 인지 여부를 판단할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 장소가 다른 2군데(2개의 화면)에서 대상물의 윤곽(311)에 대한 얼굴의 동일 인물 이미지(130)가 파악되면, 해당 시간대 및 장소에 포함된 주변 방문객의 얼굴을 인식하여 방문객 등록부(20)상의 방문객 얼굴과 비교하여 주변 접촉자를 알아낼 수 있다.
주변 접촉자를 알아내면, 신원 정보를 바로 방문객 등록부(20)로부터 제공받아 확인할 수 있으므로, 감염 전파 방지를 위해 신속하게 대응할 수 있다.
본 발명의 영상 처리 장치는 방문객의 신원 정보 및 얼굴, 신체 이미지를 방문객 등록부(20)를 통해 기 등록한 상태에서 이벤트(코로나 19 바이러스 감염자 또는 감염 의심자 발생 등) 발생시, 얼굴 인식부를 통해 매칭 작업을 하여 신속하게 해당자를 찾아낼 수 있고, 주변 접촉자들도 모두 확인이 가능하므로, 감염 확산을 방지할 수 있으며, 이러한 데이터를 빅데이터화해서 관리 서버(40)에 저장해두고 여러 가지로 활용할 수 있다.
10... 영상 처리 장치 20... 방문객 등록부
30... 얼굴 인식부 31... 카메라부
32... 저장부 33... 매칭부
34... 인증부 40... 관리 서버
50... 처리부 51... 감시 카메라부
52... 온도 측정부 53... 제어부
100... 대상물 110... 주변 환경
120... 얼굴 영역 130... 동일 인물 이미지
310... 영상 311... 대상물의 윤곽
311a... 제1 영상의 대상물의 윤곽
311b... 제2 영상의 대상물의 윤곽
E... 출입구

Claims (5)

  1. 출입구를 통과하는 방문객 신원 정보를 등록하는 방문객 등록부;
    방문객 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부;
    방문객의 영상 이미지를 처리하는 처리부; 를 포함하고,
    상기 얼굴 인식부는,
    방문객의 얼굴 이미지를 캡쳐하는 카메라부,
    상기 카메라부에서 획득한 영상 이미지를 제공받아 저장하는 저장부,
    상기 저장부를 통해 상기 방문객 등록부에 등록되어 저장된 방문객의 얼굴 이미지와 매칭시키는 매칭부,
    상기 매칭부에 의한 매칭 결과에 따라 출입구를 통해 입장 가능 여부를 알려주는 인증부를 포함하며,
    상기 처리부에 의해 상기 방문객의 영상을 상기 얼굴 인식부와 비교하여 처리하며,
    상기 처리부는,
    상기 방문객을 상시 촬영하는 복수의 감시 카메라부,
    상기 방문객에 대면되는 자세로 정렬된 후 비접촉식으로 상기 방문객의 온도를 측정하는 온도 측정부를 포함하고,
    상기 감시 카메라부에서 촬영된 영상을 입수하고, 상기 영상에서 상기 방문객을 추출하며, 상기 영상에서 상기 방문객의 위치를 파악하고, 상기 온도 측정부의 측정 데이터를 상기 방문객의 온도로 환산하는 제어부를 포함하며,
    상기 온도 측정부에 의해 방문객의 온도가 특정 온도 이상이 감지되면, 바이러스 감염 또는 감염 의심자로 간주하여 특정 온도 이상의 방문객의 영상과 저장부에 등록된 방문객의 얼굴 이미지와 상기 매칭부를 통해 매칭시켜서 매칭 여부를 판단하고,
    특정 온도 이상의 방문객의 영상과 저장부에 등록된 방문객의 얼굴 이미지의 매칭 여부 판단시, 상기 방문객 등록부를 통해 등록된 해당 바이러스 확진자의 얼굴 이미지를 상기 저장부로부터 불러와서 상기 매칭부를 통해 상기 감시 카메라에 의해 제공되는 영상 이미지로부터 해당 바이러스 확진자의 얼굴과 매칭시켜서 매칭율에 따라 동일 인물 인지 여부를 판단하며,
    상기 제어부는 장소가 다른 2군데에서 상기 방문객의 윤곽에 대한 얼굴의 동일 인물 이미지가 파악되면, 해당 시간대 및 장소에 포함된 주변 방문객의 얼굴을 인식하여 상기 방문객 등록부상의 방문객 얼굴과 비교하여 주변 접촉자를 알아내고, 상기 주변 접촉자를 알아내면, 신원 정보를 상기 방문객 등록부로부터 제공받아 확인하는 영상 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 매칭부는
    방문객의 얼굴 매칭율의 임계값을 70%로 설정하고, 특정 시간대의 영상 이미지중에서 매칭율이 70% 이상인 경우 매칭 성공으로 간주하며,
    50% 미만인 경우에는 매칭 실패로 간주하고,
    얼굴 매칭율이 50% ~ 70% 인 경우에는 다시 한번 매칭 작업을 수행하는 영상 처리 장치.
  5. 삭제
KR1020200140138A 2020-10-27 2020-10-27 인공 지능 기반 영상 처리 장치 KR102487033B1 (ko)

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KR101941994B1 (ko) * 2018-08-24 2019-01-24 전북대학교산학협력단 결합심층네트워크에 기반한 보행자 인식 및 속성 추출 시스템
KR102012672B1 (ko) 2019-01-17 2019-08-21 대주씨앤에스 주식회사 얼굴인식 기반의 사람 특징인식을 이용한 방범 시스템 및 방법
KR102080252B1 (ko) 2019-06-07 2020-02-21 (주)씨유박스 얼굴인증을 이용한 게이트 제어 방법 및 시스템

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