KR20040028210A - Apparatus for Identifying a Person through Recognizing a Face and Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
발명의 분야Field of invention
본 발명은 얼굴인식을 통하여 대상자를 식별하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 얼굴화상 데이터를 저장한 보안카드로부터 읽어들인 데이터와 카메라를 통하여 검출된 얼굴화상을 비교함으로써 대상자를 식별하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for identifying a subject through face recognition. More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for identifying a subject by comparing data read from a security card storing face image data with a face image detected through a camera.
발명의 배경Background of the Invention
점차 기술정보화 사회로 진행됨에 따라 크레디트 카드 및 온라인 결재와 같은 전자적인 금융거래가 상용화되고, 출입 보안 시스템에 있어서도 사람과 사람이 대면하지 않고도 식별할 수 있는 각종 신기술, 예를 들면 지문인식, 또는 음성인식등을 통한 신원파악이 널리 행해지고 있다.As the information society progresses gradually, electronic financial transactions such as credit cards and online payments are commercialized, and various new technologies that can be identified without face-to-face in the entrance security system, for example, fingerprint recognition or voice recognition. Identification through the back is widely practiced.
비록 카드 등을 통한 전자결재가 현금을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 많이 이용되고 있으나, 타인의 카드 등을 도용하여 사용하는 것에 대한 근본적인 방지수단이 없다는 문제점이 있다. 또한 음성인식이나 지문감식을 통하여 신원확인을 하는 경우에도 대상자의 음성이나 지문을 데이터베이스화하여 저장해둔 감식장치가 있는 제한된 곳에서만, 그것도 제한된 대상에 대해서만 신원확인이 가능할 뿐이며, 일반 상점과 같은 곳에서, 일반인을 대상으로 적용하는 것은 사실상 불가능하다.Although electronic payment through a card is widely used as a viable means to replace cash, there is a problem that there is no fundamental preventive means for stealing the other person's card. In addition, in case of identity verification through voice recognition or fingerprint recognition, only in limited places where the identification device that stores the voice or fingerprint of the subject is stored in the database, it is only possible to verify the identity of the restricted subject, and in places such as general stores However, it is virtually impossible to apply to the general public.
이에 본 발명자는 보안카드에 사전에 대상자의 얼굴에 관한 데이터를 저장해두고, 별도의 카메라를 통하여 검출된 얼굴화상과 상기 보안카드에 저장해둔 얼굴 데이터가 동일한 것인지를 비교함으로써 정당한 사용자인지를 판단할 수 있는 장치 및 방법을 개발하게 되었다. 아울러 상기 보안카드를 비접촉식 IC 카드에 구현함으로써 종래의 접촉식 카드의 단점을 개선하는 역할도 할 수 있도록 하였다.Accordingly, the present inventor can determine whether the user is a legitimate user by storing the data of the subject's face in the security card in advance and comparing the face image detected through the separate camera with the face data stored in the security card. Developed a device and method. In addition, by implementing the security card in a non-contact IC card to improve the disadvantages of the conventional contact card.
본 발명의 목적은 얼굴인식을 통하여 대상자를 식별하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for identifying a subject through face recognition.
본 발명의 다른 목적은 사전에 카드에 얼굴화상 데이터를 저장해두고 이를 통하여 대상자의 신원을 확인할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a device and method for storing facial image data in a card in advance and confirming the identity of the subject through the card.
본 발명의 또 다른 목적은 비접촉식 카드를 통하여 편리하게 대상자의 신원을 확인할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and method for conveniently identifying a subject through a contactless card.
본 발명의 또 다른 목적은 얼굴화상에 관한 데이터를 압축 및 암호화하여 저장한 보안카드를 이용하여 대상자의 신원을 확인할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for verifying the identity of a subject by using a security card that compresses and encrypts and stores data about a face image.
본 발명의 또 다른 목적은 얼굴화상의 특정점을 추출하여 저장한 보안카드를 이용하여 대상자의 신원을 확인할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for identifying an identity of a subject using a security card obtained by extracting and storing a specific point of a face image.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
제1(a)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 대한 개략도이고, 제1(b)도는 제1(a)도에 따른 대상자 식별 장치의 구성도이고, 제1(c)도는 제1(b)도에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 보안카드의 구성도이다.FIG. 1 (a) is a schematic diagram of a subject identification apparatus according to the present invention. FIG. 1 (b) is a configuration diagram of a subject identification apparatus according to FIG. 1 (a). Fig. 1 shows the configuration of a security card in the subject identification device according to Figs.
제2(a)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 얼굴데이터를 검출하여 보안카드에 등록하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 제2(b)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 얼굴인식을 행하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 2 (a) is a flowchart schematically showing a method for detecting face data and registering a security card in a subject identification apparatus according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows a face in the subject identification apparatus according to the present invention. A flowchart schematically showing a method for performing recognition.
제3(a)도는 얼굴검출단계 및 얼굴인식단계로 이루어지는 얼굴인식 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 제3(b)도는 제3(a)도에 따른 얼굴인식단계를 개략적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 3 (a) is a flowchart schematically showing a face recognition method comprising a face detection step and a face recognition step, and FIG. 3 (b) is a flowchart schematically showing a face recognition step according to FIG. 3 (a). .
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawings
100 : 보안카드200 : 카드 리더100: security card 200: card reader
300 : 카메라400 : 컨트롤러300: camera 400: controller
110 : RF 안테나120 : 입출력 통신부110: RF antenna 120: input and output communication unit
130 : 제어부140 : 얼굴데이터 저장부130: control unit 140: face data storage unit
150 : 데이터 저장부160 : 보안 연산부150: data storage unit 160: security operation unit
170 : 데이터 버스410 : 제어부170: data bus 410: control unit
420 : 데이터통신부430 : 연산부420: data communication unit 430: operation unit
발명의 요약Summary of the Invention
본원발명은 대상자의 얼굴화상을 검출하기 위한 카메라, 화상데이터를 저장하고 있는 보안카드로부터 상기 화상데이터를 읽어들이기 위한 카드리더, 및 상기 카메라에서 검출된 얼굴화상과 상기 보안카드로부터 읽어들인 화상데이터를 비교하는 컨트롤러로 이루어지는 대상자 식별 장치 및 카메라를 통하여 대상자의 얼굴화상을 검출하고, 사전에 얼굴화상 데이터를 저장한 보안카드로부터 상기 얼굴화상 데이터를 카드리더를 통하여 읽어들이고, 그리고 상기 카메라를 통하여 검출된 얼굴화상과 상기 카드리더를 통하여 읽어들인 얼굴화상 데이터를 비교하는 단계들로 이루어지는 대상자 식별 방법을 그 요지로 한다.The present invention provides a camera for detecting a face image of a subject, a card reader for reading the image data from a security card storing image data, and a face image detected by the camera and image data read from the security card. The subject's face image is detected through a subject identification device and a camera to be compared with the controller, and the face image data is read through a card reader from a security card in which face image data is stored in advance, and the camera detects the face image. The subject is a subject identification method comprising the steps of comparing a face image with face image data read through the card reader.
발명의 상세한 설명Detailed description of the invention
제1(a)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 대한 개략도이고, 제1(b)도는 제1(a)도에 따른 대상자 식별 장치의 구성도이고, 제1(c)도는 제1(b)도에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 보안카드의 구성도이다. 본 발명에 따른 대상자 식별 장치는 크게 대상자의 얼굴을 검출하기 위한 카메라(300), 대상자의 얼굴화상에 관한 데이터를 사전에 저장해 둔 보안카드(100), 상기 보안카드에 저장된 얼굴화상에 관한 데이터를 읽어들이기 위한 카드리더(200), 및 상기 보안카드(100)에서 읽어들인 얼굴화상에 관한 데이터와 상기 카메라(300)로부터 검출한 얼굴화상을 비교하기 위한 컨트롤러(400)로 구성된다.FIG. 1 (a) is a schematic diagram of a subject identification apparatus according to the present invention, FIG. 1 (b) is a configuration diagram of a subject identification apparatus according to FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) is a first diagram (b). Fig. 1 shows the configuration of a security card in the subject identification device according to Figs. The subject identification apparatus according to the present invention includes a camera 300 for detecting a subject's face largely, a security card 100 having previously stored data on a subject's face image, and data on a face image stored in the security card. A card reader 200 for reading and a controller 400 for comparing the face image read from the security card 100 with the face image detected from the camera 300.
상기 컨트롤러(400)에 대한 구체적인 시스템 구성도는 제1(b)도에 도시된 바를 참조하면, 상기 카드리더(200)로부터 전송되는 얼굴화상 데이터와 상기 카메라(300)로부터 입력되는 얼굴화상을 매칭시켜 대비하는 연산부(430), 상기 카메라(300) 및 카드리더(200)로부터 입력되는 데이터들의 통신을 담당하고, 통신인터페이스를 포함하는 데이터통신부(420), 상기 데이터들의 이동 및 기타 제어를 담당하는 제어부(410)로 구성된다. 기타 하기에서 설명할 압축 및 암호 해제에 관련된 모듈은 상기 제어부(410)에서 처리되는 것으로 이해될 수 있다. 상기 보안카드(100)의 구체적인 구성도를 도시하고 있는 제1(c)도를 참조하면, 기본적으로 대상자의 얼굴화상 데이터를 저장하고 있는 얼굴데이터 저장부(140), 및 카드리더(200) 및 카드라이터(도시되지 않음)와의 데이터 통신을 위한 입출력 통신부(120)로 구성되며, 바람직하게는 대상자의 신원정보(예를 들면, 아이디, 비밀번호 등)를 저장하는 별도의 데이터저장부(150), 보안프로그램을 포함하는 보안연산부(160), 및 데이터버스(170)를 통하여 전체 제어를 담당하는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성을 비접촉 카드로 구현하는 경우, 카드리더(200) 및 카드라이터와의 무선통신을 위한 RF 안테나(110)가 구비된다. 비접촉 IC 카드의 경우 상기 입출력통신부(120), 제어부(130), 데이터저장부(140, 150), 및 보안연산부(160)가 IC 칩의 형태로 구현되고, 상기 IC 칩에 와이어(wire) 형태로 구현된 RF 안테나가 연결된다. 다만, 이러한 비접촉식 IC 칩은 카드관련 기술분야의 통상의 기술자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.Referring to FIG. 1 (b), a detailed system configuration diagram of the controller 400 matches face image data transmitted from the card reader 200 with a face image input from the camera 300. It is responsible for the communication of the data input from the operation unit 430, the camera 300 and the card reader 200, the data communication unit 420 including a communication interface, and the movement and other control The control unit 410 is configured. Other modules related to compression and decryption to be described below may be understood as being processed by the controller 410. Referring to FIG. 1 (c), which shows a detailed configuration diagram of the security card 100, a face data storage 140 and a card reader 200 which basically store face image data of a subject. It consists of an input and output communication unit 120 for data communication with a card writer (not shown), preferably a separate data storage unit 150 for storing the identity information (for example, ID, password, etc.) of the subject, It may further include a security operation unit 160 including a security program, and a control unit 130 in charge of the overall control through the data bus 170. In the case of implementing such a configuration as a contactless card, an RF antenna 110 for wireless communication with the card reader 200 and the card writer is provided. In the case of a non-contact IC card, the input / output communication unit 120, the control unit 130, the data storage units 140 and 150, and the security operation unit 160 are implemented in the form of an IC chip, and in the form of a wire in the IC chip. RF antenna implemented as is connected. However, such a contactless IC chip can be easily implemented by those skilled in the art related to the card.
제2(a)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 얼굴데이터를 검출하여 보안카드에 등록하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 제2(b)도는 본 발명에 따른 대상자 식별 장치에 있어서 얼굴인식을 행하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 우선 카메라를 통하여 대상자의 얼굴에 대한 화상을 검출하고(Sa1), 상기 화상에서 얼굴의 특정점을 검출한다(Sa2). 상기 얼굴의 특정점을 검출하는 단계는 바람직하게는 두 눈을 기준으로 하여 각각의 요소들 간의 거리, 회전, 및 기울기 등을 검출하는 과정이다. 이러한 얼굴의 특정점을 검출하는 기술은 얼굴인식 기술분야에서 잘 알려진 과정으로 그 구체적인 과정은 생략한다. 다만, 특허공개공보 제2001-16639호 및 특허등록공보 제345245호 등에서 그 자세한 내용을 참조하기 바란다.FIG. 2 (a) is a flowchart schematically showing a method for detecting face data and registering a security card in a subject identification apparatus according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows a face in the subject identification apparatus according to the present invention. A flowchart schematically showing a method for performing recognition. First, an image of the subject's face is detected through the camera (S a1 ), and a specific point of the face is detected from the image (S a2 ). The detecting of the specific point of the face is preferably a process of detecting the distance, rotation, and inclination between the elements based on the two eyes. The technique of detecting a specific point of the face is a well known process in the face recognition technology, and a detailed process thereof is omitted. However, please refer to Patent Publication No. 2001-16639 and Patent Registration Publication No. 345245 for details.
상기 얼굴검출 단계(Sa2)에서 검출된 얼굴화상에 관한 데이터가 정확한지 여부를 판단하고(Sa3), 카드라이터(card writer) 등을 통하여 보안카드에 상기 얼굴화상에 관한 데이터를 전송한다(Sa4). 이 경우 비접촉 카드를 사용하는 경우는 상기 카드에 내장된 RF 안테나(110)를 통하여 무선 전송하게 된다. 바람직하게는 제3자에 의한 도용 및 해킹 등을 방지하기 위하여 상기 얼굴화상에 관한 데이터를 암호화하거나(Sa5), 또는 데이터의 크기를 줄이기 위하여 데이터를 압축하는 단계(Sa6)를 더 포함할 수 있다. 상기 암호화 및 압축된 얼굴화상에 관한 데이터는 상기 보안카드(100)의 얼굴데이터 저장부(140)에 저장된다(Sa7). 아울러 기타 대상자의 신원을 확인할 수 있는 정보, 예를 들면 아이디(ID) 또는 비빌번호, 정당한 보안카드임을 확인할 수 있도록 하는 정보, 및 기타 정보를 저장하는 단계(Sa8)를 더 포함할 수 있다.It is determined whether the data on the face image detected in the face detection step S a2 is correct (S a3 ), and the data on the face image is transmitted to the security card through a card writer (S a3 ). a4 ). In this case, in the case of using a contactless card, wireless transmission is performed through the RF antenna 110 embedded in the card. Preferably, the method further includes encrypting the data related to the face image (S a5 ) or compressing the data (S a6 ) to reduce the size of the data to prevent theft and hacking by a third party. Can be. Data related to the encrypted and compressed face image is stored in the face data storage 140 of the security card 100 (S a7 ). In addition, the method may further include storing information (eg, ID or password), information for identifying a valid security card, and other information (S a8 ) for identifying the identity of the other target person.
위와 같이 얼굴데이터를 저장하고 있는 보안카드(100)를 통하여 대상자의 신원을 확인하는 과정은 제2(b)도를 참조하여 설명한다. 대상자의 보안카드(100)를 카드리더(200)를 통하여 읽어 상기 카드를 인식(Sb1)한 후, 상기 보안카드(200)가 사용이 허가된 정당한 카드인지를 판단한다(Sb2). 사용이 허가된 정당한 카드인 경우는 상기 카드의 얼굴데이터 저장부(140)에 저장된 얼굴화상에 관한 데이터 및 데이터저장부(150)에 저장된 기타 정보를 읽어 들이고(Sb3), 그렇지 않은 경우는 로그인을 허락하지 않으며, 그 결과를 기록한다. 상기 얼굴화상에 관한 데이터가 암호화 및 압축된 경우에는 이를 해제하는 과정이 더 포함될 수 있다. 카메라(300)를통하여 상기 대상자의 얼굴화상을 검출하고(Sb4), 검출된 얼굴화상에 관한 데이터와 상기 보안카드(200)에서 읽어들인 얼굴화상에 관한 데이터를 배치시켜 비교한다(Sb5). 얼굴데이터 비교 단계는 상기 보안카드(200)에 얼굴화상에 관한 데이터를 저장함에 있어서 추출한 특정점과 대응되도록 상기 카메라에서 검출된 얼굴화상데이터에서 특정점을 추출하고, 그 두 가지의 특정점을 서로 비교한다(Sb5). 비교 결과, 동일한 대상자로 판단된 경우(Sb6)에는, 상기 보안카드(200)의 데이터저장부(150)에 저장된 정보를 통하여 대상자가 누구인지를 확인하고(Sb7), 대상자의 로그인 정보를 기록한다(Sb8).The process of verifying the identity of the subject through the security card 100 storing the face data as described above will be described with reference to FIG. 2 (b). After reading the security card 100 of the target person through the card reader 200 to recognize the card (S b1 ), it is determined whether the security card 200 is a legitimate card authorized to use (S b2 ). In the case of a legitimate card that is permitted to be used, data about the face image stored in the face data storage unit 140 of the card and other information stored in the data storage unit 150 are read (S b3 ). Do not allow and record the results. If data regarding the face image is encrypted and compressed, the step of releasing it may be further included. The subject's face image is detected through the camera 300 (S b4 ), and the data regarding the detected face image and the data about the face image read from the security card 200 are arranged and compared (S b5 ). . In the face data comparison step, a specific point is extracted from the face image data detected by the camera so as to correspond to a specific point extracted in storing the data related to the face image in the security card 200, and the two specific points are extracted from each other. Comparison is made (S b5 ). As a result of the comparison, if it is determined to be the same subject (S b6 ), it is confirmed through the information stored in the data storage unit 150 of the security card 200 who is the subject (S b7 ), the login information of the subject Record (S b8 ).
제3(a)도는 얼굴검출단계 및 얼굴인식단계로 이루어지는 얼굴인식 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 제3(b)도는 제3(a)도에 따른 얼굴인식단계를 개략적으로 도시한 흐름도이다. 일반적으로 얼굴화상을 통한 대상자 인식 방법은 제3(a)도에 도시된 바와 같이, 대상자의 얼굴을 검출하는 단계 및 검출된 얼굴화상을 인식하는 단계로 구성된다. 상기 얼굴검출 단계는 카메라 등을 통하여 얼굴 이미지를 획득(capture)하는 단계(Sc1), 상기 이미지를 색상 및 움직임의 영역으로 분할하는 단계(Sc2), 상기 분할된 이미지로부터 사전에 정해진 특정점 또는 특정벡터, 예를 들면 얼굴의 회전정도, 기울기 정도, 및 표정에 관한 특정점들을 추출하는 단계(Sc3), 및 검출된 특정점들로부터 이미지를 정규화(normalizing)하는 단계(Sc4)로 구성되며, 얼굴인식단계(Sc5)는 상기 얼굴검출단계에서 검출된 이미지를 보정하는 단계(Sd1), 상기 이미지의 크기를 조정하는 단계(Sd2), 얼굴 회전, 기울기, 및 표정 등에 대한 보정 특정점을 분석하는 단계(Sd3), 상기 분석된 특정점들을 변환하여 특정값으로 추출하는 단계(Sd4), 및 추출된 특정값을 통하여 사전에 저장된 또 다른 특정값과 비교하여 인식하는 단계(Sd5,Sd6)로 구성된다.FIG. 3 (a) is a flowchart schematically showing a face recognition method comprising a face detection step and a face recognition step, and FIG. 3 (b) is a flowchart schematically showing a face recognition step according to FIG. 3 (a). . In general, a method for recognizing a subject through a face image includes detecting a face of the subject and recognizing the detected face image, as shown in FIG. 3 (a). The face detection step may include capturing a face image through a camera or the like (S c1 ), dividing the image into regions of color and motion (S c2 ), and specifying a predetermined specific point from the divided image. Or extracting specific points relating to a specific vector, for example, the degree of rotation, tilt, and expression of the face (S c3 ), and normalizing an image from the detected specific points (S c4 ). The face recognition step S c5 may include correcting the image detected in the face detection step S d1 , adjusting the size of the image S d2 , face rotation, tilt, and facial expression. Analyzing the corrected specific point (S d3 ), converting the analyzed specific point and extracting the specific point (S d4 ), and recognizing it by comparing with another specific value stored in advance through the extracted specific value. Step (S d5 , S d6 It is composed of
참고로 특정값 추출단계(Sd4)를 통하여 추출된 특정값이 상술한 얼굴데이터를 보안카드(200)에 저장하는(Sd5′, Sd6′) 대상이 된다.For reference, the specific value extracted through the specific value extraction step S d4 is a target for storing the aforementioned face data in the security card 200 (S d5 ′ , S d6 ′ ).
본 발명은 비접촉식 카드와 같은 보안카드에 사전에 얼굴화상 데이터를 저장해두고 별도의 카메라를 통하여 인식한 얼굴화상과의 비교를 통하여 편리하고 안전하게 대상자를 식별할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of providing an apparatus and method for identifying a subject conveniently and securely by storing the face image data in advance in a security card such as a contactless card and comparing the face image recognized through a separate camera. Have
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
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- 2002-09-30 KR KR1020020059343A patent/KR20040028210A/en not_active Application Discontinuation
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