KR19980058349A

KR19980058349A - 영상정보를 이용한 사람 식별 방법

Info

Publication number: KR19980058349A
Application number: KR1019960077673A
Authority: KR
Inventors: 정상운
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-09-25
Also published as: KR100421683B1

Abstract

영상정보로부터 형판을 다이나믹하게 만들어 얼굴영역을 추출하여 사람을 식별하는 사람 식별 방법에 관한 것이다.

얼굴영역을 추출하는데 미리 다수의 영상으로부터 만들어진 형판을 만들어서 사용하므로 오류가 발생되어 사람식별에 대한 인식률이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 영상정보로부터 얼굴영역을 수동으로 분리한 후 형판을 다이나믹하게 만들어 얼굴영역을 추출하여 등록시킨 후 현재 입력되는 영상정보로부터 얼굴영역을 추출한 데이터와 비교하여 사람의 얼굴을 식별한다.

Description

영상정보를 이용한 사람 식별 방법

제1도는 일반적인 영상인식 시스템의 블록도

제2도는 종래의 영상신호로부터 사람의 얼굴을 인식하기 위한 흐름도

제3도는 얼굴정보가 포함된 영상신호로부터 형판을 작성하는 과정을 나타낸 영상예시도

제4도는 일반적인 6개의 형태로 분리한 형판의 예시도

제5도는 본 발명에 따른 영상신호로부터 사람의 얼굴을 인식하기 위한 흐름도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 데이터 베이스 200 : 영상등록부

300 : 영상인식부 201, 301 : 영상입력부

202, 302 : 얼굴영역추출부 203, 303 : 전처리부

204, 304 : 특징추출부 205 : 얼굴등록부

305 : 얼굴인식부

본 발명은 화상인식 시스템에 있어서 사람식별방법에 관한 것으로, 특히 영상정보로부터 형판을 다이나믹하게 만들어 얼굴영역을 추출하여 사람을 식별하는 사람 식별 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영상인식 시스템에서 영상인식을 하기 위해서 카메라로부터 입력된 영상신호로부터 얼굴영역을 추출한 후 얼굴에 대한 특징을 추출하여 데이터 베이스에 저장하여 놓은후 다시 카메라로부터 입력되는 영상신호로부터 얼굴영역을 추출한 후 데이터 베이스로 등록되어 있는 데이터와 비교하여 사람을 식별하도록 되어 있다.

제1도는 일반적인 영상인식 시스템의 블록도이다.

얼굴의 영상데이타를 저장하는 데이터베이스(100)와, 사람의 얼굴에 대한 영상데이타를 등록하는 영상등록부(200)와, 사람얼굴에 대한 영상데이타를 입력하여 상기 데이터 베이스(100)에 저장되어 있는 얼굴영상데이타와 비교하여 사람의 얼굴을 인식하는 영상인식부(300)으로 구성되어 있다. 상기 영상등록부(200)는 영상입력부(201), 얼굴영역 추출부(202), 전처리부(203), 특징추출부(204), 얼굴등록부(205)로 이루어져 있고, 영상인식부(300)는 영상입력부(301), 얼굴영역 추출부(302), 전처리부(303), 특징추출부(304), 얼굴인식부(305)로 이루어져 있다.

영상입력부(101)는 영상신호를 입력한다. 얼굴영역 추출부(202)는 상기 입력된 영상신호로부터 얼굴영역을 수동으로 추출한다. 전처리부(203)는 상기 추출된 얼굴영역의 영상데이타를 전처리하여 출력한다. 특징추출부(204)는 상기 전처리된 얼굴영역 영상데이타의 특징을 추출하여 출력한다. 얼굴등록부(205)는 상기 특징추출부(204)로부터 특징이 추출된 얼굴영상데이타를 데이터 베이스(100)에 저장한다. 영상인식부(300)는 영상등록부(200)의 구성과 동일한 구성을 가지나 얼굴등록부(205) 대신에 얼굴인식부(305)를 구비한다. 따라서 얼굴인식부(305)는 상기 특징추출부(304)로부터 특징이 추출된 얼굴영상데이타를 입력받아 데이터 베이스(100)에 저장된 얼굴영상데이타와 비교하여 사람의 얼굴을 인식한다.

제2도는 종래의 영상신호로부터 사람의 얼굴을 인식하기 위한 흐름도이고, 제3도는 얼굴정보가 포함된 영상신호로부터 형판을 작성하는 과정을 나타낸 영상예시도이며, 제4도는 일반적인 6개의 형태로 분리한 형판의 예시도이다.

10단계에서 영상입력부(201)를 통해 얼굴정보가 포함된 제3도 (3A)와 같은 영상신호를 입력받는다. 그리고 11단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 상기 입력된 영상신호로부터 얼굴영역을 수동으로 추출하며, 제3도 (3B)와 같이 얼굴영역만을 추출하여 제3도 (3C)와 같이 얼굴영역만을 분리한다. 그런후 12단계에서 분리된 얼굴영상정보를 바둑판과 같은 다수개의 셀로 분할한 후 각각의 셀에는 명암정보가 들어가는 형판(Templete)을 작성한다. 그런후 상술한 과정을 반복하여 다수 사람의 영상정보를 미리 입력받아 제3도 (3D)와 같은 여러사람들의 각 형판을 만든다. 이렇게 만들어진 다수의 형판들을 K-평균 군집화에 따라 K개의 형판으로 분류한다. 여기서 예를들어 6개의 군형판으로 분류한 예시도가 제4도에 도시되어 있다. 이후 13단계에서 입력된 영상신호와 상기 6개로 만들어진 형판을 좌에서 우로, 위에서 아래로 스캐닝해 가면서 유사도를 비교한다. 그리고 14단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 형판들과 유사도가 가장 높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 판단 추출한다. 그런후 15단계에서 전처리부(203)을 통해 상기 얼굴영역을 추출한 영상신호의 명암 및 거리 등의 정보를 전처리하고 16단계로 진행한다. 16단계에서 특징추출부(204)를 통해 상기 전처리한 영상신호로부터 얼굴의 특징을 추출한다. 그리고 17단계에서 얼굴에 대한 영상데이타의 등록모드인가 검사하여 등록모드이면 19단계에서 얼굴등록부(205)를 얼굴특징 영상데이타를 데이터 베이스(100)에 등록한다.

이렇게 데이터 베이스(100)에 얼굴특징에 대한 영상데이타를 저장한 후 사람의 얼굴을 인식하는 동작은 영상입력부(301), 얼굴영역 추출부(302), 전처리부(303), 특징추출부(304)를 이용하여 전술한 10-16단계와 동일한 동작으로 입력된 영상신호로부터 사람의 얼굴에 대한 특징을 추출한다. 그리고 17단계에서 등록모드가 아니고 인식모드이면 18단계에서 얼굴인식부(305)를 통해 상기 특징추출부(304)로부터 추출된 얼굴특징 데이터와 상기 데이터 베이스(100)에 저장되어 있는 데이터와 비교하여 가장 유사한 특징을 갖는 사람을 식별된 사람으로 인식한다.

그런데 이와 같은 종래의 사람의 얼굴인식방법은 얼굴영역을 추출하는데 미리 다수의 영상으로부터 만들어진 형판을 만들어서 사용하므로 오류가 발생되어 사람식별에 대한 인식률이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 영상인식 시스템에서 영상신호로부터 얼굴영역을 추출할 시 오류율 발생을 줄일 수 있는 영상정보를 이용한 사람 식별 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 영상인식 시스템에서 영상신호로부터 얼굴영역을 추출할 시 형판을 다이나믹하게 만들어 사람식별 인식률을 높일수 있는 영상정보를 이용한 사람 식별 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 영상정보를 이용한 사람 식별방법은 얼굴에 대한 영상정보를 입력하여 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 얼굴형판을 작성하는 제1과정과, 상기 얼굴형판을 작성한 후 또 다른 얼굴영상정보를 받아 상술한 과정을 반복하여 다수의 얼굴형판을 작성하는 제2과정과, 상기 다수의 얼굴형판을 작성한 후 평균 군집화에 따라 설정된 갯수의 형판으로 분류하여 미리 작성된 형판셋트에 저장하는 제3과정과, 상기 입력된 영상정보와 상기 작성된 형판셋트의 설정된 갯수의 형판을 좌, 우 및 위, 아래로 스캐닝하여 상기 형판과 유사도가 가장높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 추출하는 제4과정과, 상기 추출된 얼굴영역을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 새로운 얼굴형판을 설정된 갯수만큼 작성하는 제5과정과, 상기 새로운 얼굴형판을 평균군집화에 설정된 갯수의 형판으로 분류하고 새로운 인식용 얼굴형판 셋트로 저장하는 제6과정과, 상기 새로운 인식용 얼굴형판 세트를 명암 및 거리 등의 정보로 전처리하여 얼굴특징 데이타를 추출하여 데이터 베이스에 등록하는 제7과정과, 현재 입력되는 얼굴에 대한 영상정보로부터 얼굴영역을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 얼굴형판을 작성하는 제8과정과, 상기 얼굴형판을 작성한 후 또 다른 얼굴영상정보를 받아 상술한 과정을 반복하여 다수의 얼굴형판을 작성하는 제9과정과, 상기 다수의 얼굴형판을 작성한 후 평균 군집화에 따라 설정된 갯수의 형판으로 분류하여 미리 작성된 형판 셋트에 저장하는 제10과정과, 상기 입력된 영상정보와 상기 작성된 형판셋트의 설정된 갯수의 형판을 좌, 우 및 위, 아래로 스캐닝하여 상기 형판과 유사도가 가장높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 추출하는 제11과정과, 상기 새로운 인식용 얼굴형판 세트를 명암 및 거리등의 정보로 전처리하여 얼굴특징 데이타를 추출하는 제12과정과, 상기 제13과정에서 추출한 얼굴특징 데이터를 제8과정에서 데이터 베이스에 등록한 데이터를 비교하여 사람의 얼굴을 식별하는 제13과정 이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 시스템은 제1도와 동일한 구성을 가진다.

제5도는 본 발명에 따른 영상신호로부터 사람의 얼굴을 인식하기 위한 흐름도이다.

20단계에서 영상입력부(201)를 통해 얼굴정보가 포함된 제3도 (3A)와 같은 영상신호를 입력받는다. 그리고 21단계에서 얼굴특징 정보등록모드인가 검사하여 얼굴특징 정보등록모드이면 22단계로 진행한다. 상기 22단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 상기 입력된 영상신호로부터 얼굴영역을 수동으로 추출하며, 제3도 (3B)와 같이 얼굴영역만을 추출하여 제3도 (3C)와 같이 얼굴영역만을 분리한다. 그런후 23단계에서 분리된 얼굴영상정보를 바둑판과 같은 다수개의 셀로 분할한 후 각각의 셀에는 명암정보가 들어가는 형판(Templete)을 작성한다. 그런 후 상술한 과정을 반복하여 다수 사람의 영상정보를 미리 입력받아 제3도 (3D)와 같은 여러사람들의 각 형판을 만든다. 이렇게 만들어진 다수의 형판들을 K-평균 군집화에 따라 K개의 형판으로 분류한다. 여기서 예를들어 6개의 군형판으로 분류한 예시도가 제4도에 도시되어 있다. 이후 24단계에서 입력된 영상신호와 상기 6개로 만들어진 형판을 좌에서 우로, 위에서 아래로 스캐닝해 가면서 유사도를 비교한다. 그리고 25단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 형판들과 유사도가 가장 높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 판단 추출한다. 그런후 26단계에서 상기 추출된 얼굴영역을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 새로운 얼굴형판을 설정된 갯수만큼 작성한다. 그리고 27단계에서 상기 새로운 얼굴형판을 k-평균 군집화에 따라 설정된 k개의 형판으로 분류하고 새로운 인식용 얼굴형판 셋트로 저장한다.

그런후 28단계에서 전처리부(203)를 통해 상기 얼굴영역을 추출한 영상신호의 명암 및 거리 등의 정보를 전처리하고 29단계로 진행한다. 29단계에서 특징추출부(204)를 통해 상기 전처리한 영상신호로부터 얼굴의 특징을 추출한다. 그리고 30단계에서 얼굴등록부(205)를 얼굴특징 영상데이타를 데이터 베이스(100)에 등록한다.

그러나 상기 21단계에서 얼굴특징 정보인식모드이면 31단계로 진행하여 32단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 상기 입력된 영상신호로부터 얼굴영역을 수동으로 추출하며, 제3도 (3B)와 같이 얼굴영역만을 추출하여 제3도 (3C)와 같이 얼굴영역만을 분리한다. 그런후 32단계에서 분리된 얼굴영상정보를 바둑판과 같은 다수개의 셀로 분할한 후 각각의 셀에는 명암정보가 들어가는 형판(Templete)을 작성한다. 그런후 상술한 과정을 반복하여 다수 사람의 영상정보를 미리 입력받아 제3도 (3D)와 같은 여러사람들의 각 형판을 만든다. 이렇게 만들어진 다수의 형판들을 K-평균 군집화에 따라 K개의 형판으로 분류한다. 여기서 예를들어 6개의 군형판으로 분류한 예시도가 제4도에 도시되어 있다. 이후 33단계에서 입력된 영상신호와 상기 6개로 만들어진 형판을 좌에서 우로, 위에서 아래로 스캐닝해 가면서 유사도를 비교한다. 그리고 34단계에서 얼굴영역 추출부(202)를 통해 형판들과 유사도가 가장 높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 판단 추출한다. 그런후 35단계에서 전처리부(203)를 통해 상기 얼굴영역을 추출한 영상신호의 명암 및 거리등의 정보를 전처리하고 36단계로 진행한다. 36단계에서 특징추출부(204)를 통해 상기 전처리한 영상신호로부터 얼굴의 특징을 추출한다. 그리고 18단계에서 얼굴인식부(305)를 통해 이렇게 사람의 얼굴특징을 추출한 데이터와 상기 데이터 베이스(100)에 저장되어 있는 데이터와 비교하여 가장 유사한 특징을 갖는 사람을 식별된 사람으로 인식한다.

이와같이 본 발명은, 영상인식 시스템에서 영상정보로부터 형판을 다이나믹하게 작성한 후 얼굴영역을 추출하여 등록시킨 얼굴특징 데이터와 현재 입력되는 영상정보로부터 얼굴영역을 추출한 데이터와 비교하여 사람의 얼굴을 식별하도록 하므로, 얼굴영역을 추출할 때 발생하는 오류율을 감소시킬 수 있으며, 사람식별의 인식률을 향상시킬수 있는 효과가 있다.

Claims

영상인식 시스템에서 영상정보를 이용한 사람 식별 방법에 있어서, 얼굴에 대한 영상정보를 입력하여 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 얼굴형판을 작성하는 제1과정과, 상기 얼굴형판을 작성한 후 또 다른 얼굴영상정보를 받아 상술한 과정을 반복하여 다수의 얼굴형판을 작성하는 제2과정과, 상기 다수의 얼굴형판을 작성한 후 평균 군집화에 따라 설정된 갯수의 형판으로 분류하여 미리 작성된 형판셋트에 저장하는 제3과정과, 상기 입력된 영상정보와 상기 작성된 형판셋트의 설정된 갯수의 형판을 좌, 우 및 위, 아래로 스캐닝하여 상기 형판과 유사도가 가장 높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 추출하는 제4과정과, 상기 추출된 얼굴영역을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 새로운 얼굴형판을 설정된 갯수만큼 작성하는 제5과정과, 상기 새로운 얼굴형판을 평균군집화에 설정된 갯수의 형판으로 분류하고 새로운 인식용 얼굴형판 셋트로 저장하는 제6과정과, 상기 새로운 인식용 얼굴형판 세트를 명암 및 거리등의 정보로 전처리하여 얼굴특징 데이타를 추출하여 데이터 베이스에 등록하는 제7과정과, 현재 입력되는 얼굴에 대한 영상정보로부터 얼굴영역을 다수개의 셀로 분할하여 각 셀에 얼굴형상을 나타내는 얼굴형판을 작성하는 제8과정과, 상기 얼굴형판을 작성한 후 또 다른 얼굴영상정보를 받아 상술한 과정을 반복하여 다수의 얼굴형판을 작성한 제9과정과, 상기 다수의 얼굴형판을 작성한 후 평균 군집화에 따라 설정된 갯수의 형판으로 분류하여 미리 작성된 형판셋트에 저장하는 제10과정과, 상기 입력된 영상정보와 상기 작성된 형판셋트의 설정된 갯수의 형판을 좌, 우 및 위, 아래로 스캐닝하여 상기 형판과 유사도가 가장 높은 위치의 영상을 얼굴영역으로 추출하는 제11과정과, 상기 새로운 인식용 얼굴형판 세트를 명암 및 거리등의 정보로 전처리하여 얼굴특징 데이타를 추출하는 제12과정과, 상기 제13과정에서 추출한 얼굴특징 데이터를 제8과정에서 데이터 베이스에 등록한 데이터를 비교하여 사람의 얼굴을 식별하는 제13과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 영상정보를 이용한 사람 식별 방법.