KR20020013190A - Apparatus for preventing surreptitious use of image or video communication devices by image recognition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화상전화기(video phone)등의 화상통신기의 잠금 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화자의 화상인식을 통해 화자의 적법성을 판정하여 통화를 진행 또는 중단시키고, 불법 화자의 경우 그 화상을 보고하여 추적하게 하여 화상통신기의 도난 또는 분실 시의 도용 방지와 무단 사용을 방지하고 회수를 도울 수있도록 한 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a locking device for a video communication device such as a video phone, and more particularly, to determine the legality of the speaker through the recognition of the speaker and to proceed or interrupt the call. The present invention relates to an apparatus for preventing theft of an imager by image recognition, which enables the user to track and report and to prevent theft and unauthorized use of the imager and to help the collection.
최근 멀티미디어 통신 서비스가 대중화되어가면서 지역적으로 멀리 떨어진 상대방의 얼굴을 마주하며 대화를 주고받을 수 있는 화상통신을 기반으로 한 멀티미디어 통신이 발전하고 있다. 예로서, 화상전화기, 화상회의시스템 등이 있다. 화상전화기는 떨어진 두 지점간의 통신 회선을 통해 쌍방의 화상과 음성을 주고받아 원격지에 있는 사람들이 마치 한 자리에 모인 것처럼 서로의 표정 등을 보면서 대화할 수 있게 한다.Recently, as the multimedia communication service is popularized, multimedia communication based on video communication, which can face and face conversations of far-flung opponents, is developing. Examples include video telephones and video conferencing systems. Video telephones exchange two images and voices through communication lines between two remote points, allowing people in remote locations to talk to each other while looking at each other's expressions as if they were in one place.
한편, 개인 휴대통신의 급격한 발전으로 언제 어디서든지 통화가 가능한 셀룰라폰이나 PCS폰과 같은 휴대폰의 보유자가 급증하고 있는데, IMT2000을 시작으로 이러한 휴대폰에도 서로의 얼굴을 보면서 통화할 수 있는 기능이 본격적으로 제공될 예정이다.On the other hand, due to the rapid development of personal mobile communication, the number of mobile phone holders such as cell phones and PCS phones that can be called anytime and anywhere is increasing rapidly. Starting with IMT2000, these mobile phones have the ability to talk face to face with each other in earnest. Will be provided.
하지만, 위와 같은 화상통신기는 분실 또는 도난 시 도용 또는 무단 사용의 우려가 있다.However, such a video communication device has a risk of theft or unauthorized use when lost or stolen.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해, 화자의 화상인식을 통해 화자의 적법성을 판별하여 통화를 진행 또는 중지시키고 불법으로 판정될 경우 그 화상데이터를 보고함으로써 타인의 도용을 방지하고 회수를 도울 수 있도록 한 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, to determine the legality of the speaker through the video recognition of the speaker to proceed or stop the call and to report the image data when it is determined to be illegal to prevent the theft of others The present invention provides an apparatus for preventing theft of an image communication apparatus using image recognition, which can help the recovery.
도 1은 본 발명에 따른 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치를 나타내는 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram showing an apparatus for preventing theft of an image communication apparatus by image recognition according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11 : 화상데이터수집부 12 : 전처리부11: image data collecting unit 12: preprocessing unit
13 : 얼굴 영역검출부 14 : 얼굴 특징추출부13: face area detection unit 14: face feature extraction unit
15 : 얼굴 인식 및 적법성판정부 16 : 통신제어부15: Face Recognition and Legality Determination 16: Communication Control Unit
17 : 저장부17: storage unit
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치는, 화상통신기의 도용을 방지하기 위한 장치에 있어서, 입력되는 화자의 화상데이터에서 화자 얼굴의 특징을 추출하기 위한 얼굴특징추출수단과, 상기 얼굴특징추출수단에서 추출된 얼굴특징으로부터 얼굴을 인식하여 적법 화자 여부를 판정하기 위한 얼굴 인식 및 적법성판정부, 및 상기 얼굴 인식 및 적법성판정부에서 적법 화자로 판정되면 통화를 진행시키고, 불법 화자로 판정되면 통화를 중단시키도록 제어하는 통신제어부를 포함한다.An apparatus for preventing theft of an image communicator by image recognition according to the present invention for achieving the above object is a face feature for extracting features of a speaker's face from input image data of a speaker in an apparatus for preventing theft of an image communicator. A face recognition and legal judgment for determining whether a legal speaker is recognized by recognizing a face from the facial feature extracted by the face feature extraction means, and when the face recognition and legal judgment are judged as legal speakers, the call proceeds. And a communication control unit for controlling to stop the call if it is determined to be an illegal speaker.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치를 나타내는 구성도로서, 먼저 인식 대상이 될 수 있는 여러 부위 중 얼굴을 인식대상으로 하는 경우를 나타낸다. 도 1에 나타낸 도용 방지장치는 우선, 카메라 등을 통해 촬영되는 화자의 동화상데이터를 수집하기 위한 화상데이터수집부(11), 수집된 화상데이터를 목적에 적합하도록 조정하기 위한 전처리(preprocessing)부(12), 전처리된 화상데이터에서 얼굴 영역을 검출하기 위한 얼굴 영역검출부(13), 검출된 얼굴영역에서 화자 얼굴의 특징(feature)을 추출(extract)하는 얼굴 특징추출부(14), 추출된 얼굴특징으로부터 얼굴을 인식하고 인식된 얼굴의 적법성 여부를 판정하기 위한 얼굴 인식 및 적법성판정부(15), 그리고 판정결과에 따라 타인의 화상통신기 도용을 방지토록 통화의 진행 및 중단을 제어하며 불법 화자의 화상데이터를 전송토록 제어하는 통신제어부(16)를 구비한다. 전처리부(12)는 잡음제거, 히스토그램 조정 등에 의해 화상데이터를 특정 목적에 맞도록 조정한다. 얼굴 영역검출부(13)는 우선, 윤곽선 검출, 레이블링, 구조분석 등에 의해 화상데이터를 각 피사체 별로 영역분할(segmentation)한 후, 각 피사체별 영역분할된 화상데이터로부터 각 영역의 특징을 추출하고 이들을 기 저장된 얼굴특징벡터와 비교 분석하여 얼굴 영역을 검출한다. 일반적으로, 얼굴 영역 검출을 위해, 각 피사체별 영역에 대해 수학적, 구조적, 변환법적 수단 등을 적용해서 색, 모양, 질감 등의 특징을 추출 및 가공하여 생성한 특징벡터를 사용한다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for preventing theft of an image communication apparatus based on image recognition according to an exemplary embodiment of the present invention, which illustrates a case where a face is a recognition target among various parts that can be recognized first. The anti-theft device shown in FIG. 1 is, first, an image data collecting unit 11 for collecting moving picture data of a speaker photographed through a camera or the like, and a preprocessing unit for adjusting the collected image data to suit a purpose ( 12), a face region detector 13 for detecting a face region from the preprocessed image data, a face feature extractor 14 for extracting a feature of the speaker face from the detected face region, and an extracted face Face recognition and legality determination (15) for recognizing a face from a feature and determining whether the recognized face is legitimate, and controlling the progress and interruption of a call to prevent the illegal use of a video communication device by another person according to the determination result. And a communication control unit 16 for controlling the transmission of the image data. The preprocessor 12 adjusts the image data to suit a specific purpose by noise reduction, histogram adjustment, and the like. The face area detection unit 13 first segmentes the image data for each subject by contour detection, labeling, structural analysis, and the like, and then extracts the features of each region from the region-divided image data for each subject and writes them. The face region is detected by comparing and analyzing the stored facial feature vectors. In general, in order to detect a face region, a feature vector generated by extracting and processing features such as color, shape, and texture by using mathematical, structural, and transformational methods for each subject region is used.
얼굴 특징추출부(14)는 검출된 얼굴영역으로부터 개인별 얼굴 차이를 구분시킬 수 있는 얼굴 특징벡터를 생성하고, 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)에서는 저장부(17)에 기 저장된 적법 통화자(들)의 얼굴 특징벡터와 비교 분석하는 기능을 갖는다. 여기서의 얼굴 특징벡터는 다른 부류의 개체와 구분하기 위한 얼굴 영역검출부(13)의 그것과 다르다. 저장부(17)에는 보고를 위해 불법 화자의 화상데이터도 저장된다. 한편, 저장부(17)에는 얼굴 영역검출부(13)를 위한 얼굴 특징벡터도 저장된다. 이러한 구성을 갖는 도 1의 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치에 대한 동작을 구체적으로 설명한다.The face feature extractor 14 generates a face feature vector that can distinguish individual face differences from the detected face regions, and in the face recognition and legality determination unit 15, the legitimate caller pre-stored in the storage unit 17 ( And facial feature vectors. The facial feature vector here is different from that of the face region detection section 13 for distinguishing it from other classes of objects. The storage unit 17 also stores the image data of the illegal speaker for reporting. The facial feature vector for the facial region detector 13 is also stored in the storage 17. The operation of the apparatus for preventing the theft of an image communication apparatus by the image recognition of FIG. 1 having such a configuration will be described in detail.
도 1에서, 화상데이터수집부(11)는 카메라 등을 통해 촬영되는 화자의 동화상데이터를 수집하여 전처리부(12)로 출력한다. 전처리부(12)는 화상의 질을 개선하거나 특정 목적에 적합하도록 화상을 조정하는 등의 화상 전처리를 수행하며, 이에는 명암도 재조정, 잡음제거, 평활화(smoothing), 예리화(sharpening) 등의 화상조작이 포함된다. 이에 의해, 전처리부(12)는 화상데이터로부터 각 피사체의 특징 추출을 신속하고 용이하게 할 수 있도록 해준다. 얼굴 영역검출부(13)는 전처리된화상데이터로부터 각 피사체의 영역을 분리하고 각 영역의 색, 모양, 질감 등을 분석하여 얼굴영역을 검출한다.In FIG. 1, the image data collecting unit 11 collects moving picture data of a speaker photographed through a camera and outputs the same to the preprocessing unit 12. The preprocessing unit 12 performs image preprocessing, such as improving the image quality or adjusting the image to suit a specific purpose, including adjusting the contrast, removing noise, smoothing, sharpening, and the like. Manipulation is included. This allows the preprocessor 12 to quickly and easily extract the feature of each subject from the image data. The face area detector 13 detects a face area by separating areas of each subject from preprocessed image data and analyzing colors, shapes, and textures of each area.
얼굴 특징추출부(14)는 사람마다 얼굴 생김새 등이 다름에 근거하여 각 개인마다 고유한 특징을 추출하는 기술이다. 예를 들면, 눈의 크기나 간격, 눈동자 색깔, 귀의 크기나 위치, 길이, 넓이, 입술모양 및 크기, 턱, 얼굴전체윤곽, 헤어스타일등 거의 모든 부분에 사람마다 특징이 있다. 이 특징들 중에서도 특정 개인에 가장 뚜렷하게 존재하는 특징을 추출해 낼 수 있다면 타인과의 식별이 보다 신속하고 용이해진다.The facial feature extracting unit 14 is a technique for extracting unique features for each individual based on different facial features and the like for each person. For example, almost every aspect of a person is characterized by eye size or spacing, eye color, ear size or position, length, width, lip shape and size, chin, facial contour, and hairstyle. Among these features, identifying the most distinctive features of a particular person can make identification with others faster and easier.
특징 추출에 있어, 수학적 모델은 얼굴 전체 또는 특정부분 또는 특정부분간 간격 등을 측정한 수치들을 직접 사용하거나 통계처리 등에 의해 가공하여 특징벡터를 생성할 수 있다. 각 부분의 크기, 면적, 분포 관련 값들도 사용할 수 있다. 변환법적 기법으로는 Hotelling(또는 Eigen벡터, 주요성분, 불연속 Karhunen-Loeve)변환, 푸리에변환, DCT변환, Walsh 함수 변환, 웨이브릿변환 등 매우 다양하며 질감분석에 용이하게 사용된다. 인공신경망 모델은 특징추출을 위해서 주로 비감독(Unsupervised) 모델을 사용한다. 비감독 인공신경망의 대표적인 모델은 Kohonen의 자기조직 특징 매핑(Self-organized feature mapping: SOFM)네트웍이다. 이 SOFM 알고리즘은 입력노드로부터 출력노드로의 연결 가중치를 조정하여 벡터계량기(vector quantizer)를 만드는 것으로, 출력노드는 일반적으로 2차원 격자모양으로 배열되며, 학습시 뉴런간에 국소적으로 연결지음으로써 그 연결상태를 확대한다. 그렇게 함으로써 높은 차원의 입력벡터를 낮은 차원의 특징벡터로 효율적으로변환시킨다. 즉, 비감독 인공신경망의 출력 자체가 특징벡터를 형성할 수 있도록 사용할 수 있다. 본 실시예에서, 얼굴 특징추출부(14)는 상기와 같은 공지의 기술로 구현할 수 있다.In the feature extraction, the mathematical model may generate a feature vector by directly using numerical values obtained by measuring the intervals of the entire face or a specific part or a specific part, or by processing by statistical processing. You can also use values related to the size, area, and distribution of each part. Transformation techniques include Hotelling (or Eigen vector, principal component, discrete Karhunen-Loeve) transformation, Fourier transformation, DCT transformation, Walsh function transformation, wavelet transformation, etc., and are easily used for texture analysis. The neural network model mainly uses the unsupervised model for feature extraction. A representative model of unsupervised neural networks is Kohonen's Self-organized feature mapping (SOFM) network. This SOFM algorithm creates a vector quantizer by adjusting the connection weight from the input node to the output node. The output nodes are generally arranged in a two-dimensional lattice shape, and are connected locally between neurons during learning. Enlarge the connection. Doing so effectively transforms the high-dimensional input vector into a low-dimensional feature vector. That is, the output itself of the unsupervised artificial neural network can be used to form a feature vector. In the present embodiment, the facial feature extractor 14 may be implemented by a known technique as described above.
얼굴 특징추출부(14)에서 추출된 얼굴 특징벡터는 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)로 입력된다. 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)는 얼굴 특징벡터를 비교 분석하여 얼굴 인식을 수행하는데, 현재 인공신경망 모델이 가장 선호되고 있다. 인식에 사용되는 인공신경망은 주로 감독형(Supervised) 인공신경망인데, 이의 대표적인 모델은 역전파(Backporpagation: BP) 알고리즘을 사용하는 인공신경망이다. 인공신경망이 인식에 선호되는 이유는 학습 후 입력 처리속도가 실시간에 가까우며, 비선형 문제 분석에 대해 다른 기법에 비해 유리하기 때문이다. 얼굴인식을 하는 데 있어 수학적 모델을 사용하는 경우에는 입력패턴과 적법화자에 대해 저장된 데이터와의 상관성을 수학적으로 계산한다. AI모델을 사용하는 경우에는 지식을 기반으로 프로그램에 의해 논리적으로 상관성을 분석하여 인식한다. 이러한 얼굴 인식에 사용되는 방법들도 공지된 기술이므로, 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.The facial feature vectors extracted by the facial feature extractor 14 are input to the face recognition and legality determination unit 15. The face recognition and legality determination unit 15 performs face recognition by comparing and analyzing face feature vectors, and an artificial neural network model is most preferred at present. The neural network used for recognition is mainly a supervised neural network, and its representative model is an artificial neural network using a backporpagation (BP) algorithm. The neural network is preferred for recognition because the input processing speed after learning is close to real time, and it is advantageous over other techniques for nonlinear problem analysis. In the case of using a mathematical model for face recognition, the correlation between the input pattern and the data stored for the legal speaker is mathematically calculated. In the case of using the AI model, the correlation is logically analyzed and recognized by a program based on knowledge. Since the methods used for face recognition are also known techniques, detailed descriptions thereof will be omitted here.
얼굴 인식 및 적법성판정부(15)는 또한, 인식한 얼굴의 적법화자 여부를 판정하여 판정결과를 통신제어부(16)로 출력한다. 즉, 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)는 기 저장된 적법 화자의 얼굴특징과 추출된 화자의 얼굴특징간의 유사성 또는 상관성 등을 비교 분석하여 적법성을 판정한다. 여기서, 적법화자로 다수가 허용될 수 있다. 통신제어부(16)는 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)의 판정결과에 따라, 적법 화자로 판정되면 통화를 진행시키고, 불법 화자로 판정되면통화를 중단시켜 도용을 방지한다. 또한, 통신제어부(16)는 얼굴 인식 및 적법성판정부(15)에서 불법 화자로 판정하면 해당 화자의 화상데이터를 저장부(17)에 저장한 후, 지정된 번호로 자동으로 전화를 걸어 저장부(17)에 저장된 불법 화자의 화상데이터를 전송하여 불법 화자 추적 및 단말기 수거를 도울 수 있도록 한다. 여기서, 지정된 번호는 통신 사업자나 적법 화자가 기 지정한 번호 등이 될 수 있다.The face recognition and legality determination unit 15 also determines whether the recognized face is the legitimate speaker and outputs the determination result to the communication control unit 16. That is, the face recognition and legality determination unit 15 determines the legality by comparing and analyzing the similarity or correlation between the facial features of the legal speaker and the extracted speaker's facial features. Here, many may be allowed as legal speakers. The communication control unit 16 proceeds the call when it is determined to be a legitimate speaker and stops the call when it is determined to be an illegal speaker according to the face recognition and the determination result of the legality determination unit 15, thereby preventing theft. In addition, the communication control unit 16 stores the image data of the speaker in the storage unit 17 when the face recognition and legality determination unit 15 judges to be an illegal speaker, and automatically dials the designated number to the storage unit ( The video data of illegal speaker stored in 17) can be transmitted to help illegal speaker tracking and terminal collection. Here, the designated number may be a number previously designated by a telecommunication operator or a legal speaker.
여기서, 얼굴 특징추출부(14), 얼굴 인식 및 적법성판정부(15) 및 저장부(17)는 하나 또는 그 이상의 인공신경망에 의해 그 기능을 함께 수행하도록 구현 가능하다.Here, the facial feature extractor 14, the facial recognition and legality determination unit 15, and the storage unit 17 may be implemented to perform the function together by one or more artificial neural networks.
본 실시예에서는 얼굴인식을 통한 화자의 적법성 판정에 대해 설명했지만, 화자가 분장이나 부상등에 의해 얼굴인식이 곤란할 경우 카메라로 지문, 홍체 등을 촬영할 수 있도록 지시하고 그의 인식에 의해 화자의 적법성을 판정할 수 있는 실시예의 구현도 본 실시예에 근거하여 설명하지 않더라도 당업자에게는 자명하다.In this embodiment, the legitimacy of the speaker through face recognition has been described. However, when face recognition is difficult due to makeup or injury, the speaker is instructed to photograph fingerprints, irises, and the like. Even if the implementation of the possible embodiment is not described based on the present embodiment, it will be apparent to those skilled in the art.
상술한 바와 같이, 본 발명의 화상인식에 의한 화상통신기 도용 방지장치는, 카메라를 통해 입력되는 화자의 화상인식을 통해 적법 화자 여부를 식별하고, 그에 따라 통화 허용 여부를 결정하므로써, 분실이나 도난 등에 의한 타인의 화상통신기 도용 및 무단 사용을 방지할 수 있고, 불법 사용시 화상데이터를 지정번호로 자동 전송하여 추적 및 단말기 수거를 도울 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the apparatus for preventing theft of an image communication apparatus according to the image recognition of the present invention identifies whether a legitimate speaker is identified through image recognition of a speaker input through a camera, and accordingly determines whether to allow a call, thereby preventing loss or theft. It is possible to prevent the illegal use and unauthorized use of other people's video communication device, and has an effect of helping to track and collect the terminal by automatically transmitting the image data to the designated number when illegal use.
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