KR20110012820A - Indivisual authentication apparatus according to the motion mixture of the face element and method thereof - Google Patents

Indivisual authentication apparatus according to the motion mixture of the face element and method thereof

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KR20110012820A
KR20110012820A KR1020090070696A KR20090070696A KR20110012820A KR 20110012820 A KR20110012820 A KR 20110012820A KR 1020090070696 A KR1020090070696 A KR 1020090070696A KR 20090070696 A KR20090070696 A KR 20090070696A KR 20110012820 A KR20110012820 A KR 20110012820A
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facial
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신창목
변오성
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삼성전기주식회사
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Abstract

PURPOSE: An individual authentication apparatus according to the motion mixture of a face element, and a method thereof are provided to authenticate a face of a user by comparing a motion pattern with authentication data in face configuration components. CONSTITUTION: An image processing unit(11) processes an image of a camera unit(10), and a face region detection unit(12) detects a facial region from the processed image. A face component motion detection unit(13) detects a motion pattern of face configuration elements from the detected face region. A face authentication unit(14) compares the detected face region with the authentication data storage unit(15).

Description

얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치 및 그 방법{Indivisual authentication apparatus according to the motion mixture of the face element and method thereof}{Indivisual authentication apparatus according to the motion mixture of the face element and method}

본 발명은 얼굴 구성 성분의 모션 조합이 일치하는 경우에 해당 개인으로 인증하는 개인 인증 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a personal authentication device and a method for authenticating a person as a person when the motion combinations of the face components coincide.

최신 정보기기, 컴퓨터 및 인터넷 이용자의 폭발적 증가로 인해 개인적 데이터에 대한 보호 및 접속 제한의 필요성이 크게 대두되고 있으며, 이를 위한 다양한 개인 인증 방법들이 제시되고 있다. Due to the explosive growth of modern information devices, computers and Internet users, the necessity of protecting personal data and restricting access is emerging, and various personal authentication methods have been proposed.

이 중 생체 정보를 이용한 인증 방식은 개개인마다 고유한 생체 정보 특성인 지문, 홍채, 정맥, 얼굴 정보 등에 기반하여 개인을 인증하는 방식으로써, 패스워드나 키 분실에 대한 위험 방지 및 추가 키를 사용하지 않는 편의성 등의 장점으로, 관련한 많은 연구들이 활발히 진행되고 있다. Among them, the authentication method using biometric information is a method of authenticating an individual based on fingerprint, iris, vein, and face information, which is unique to each individual, and prevents the risk of losing a password or a key and does not use an additional key. Due to its advantages, such as convenience, many researches are being actively conducted.

이 중 얼굴 정보를 이용한 안면인식 방법은 기본적으로 개인 정보 인증시 기 기와의 신체정보 접속이 발생하지 않는 비접촉 인증 특성에 기반하므로, 기기에 대한 사용자의 거부감 완화 및 사용자의 추가 인증 행위 억제를 통한 편의성 확보 측면에서 크게 선호되고 있다.Among them, the facial recognition method using face information is based on the non-contact authentication characteristic that does not cause physical information access with the device when personal information is authenticated. It is highly preferred in terms of securing.

그러나 이러한 안면 인식 시스템은 얼굴 정보를 바탕으로 인증할 경우, 인증자의 불법적인 사진 정보에 의한 피사체 모방에 취약 할 수 있다. 이러한 피사체의 무분별한 모사(模寫)에 의한 인증을 억제하고자 3차원 얼굴 정보를 이용한 인증방식 등이 제안되고 있으나, 3차원 인증 처리의 실시간 구현을 위해선 일반적으로 높은 사양의 시스템 성능이 요구된다. However, such a facial recognition system may be vulnerable to imitation of a subject by illegal photo information of the authenticator when authenticating based on face information. In order to suppress authentication by indiscriminate simulation of such a subject, an authentication method using three-dimensional face information has been proposed, but high performance system performance is generally required for real-time implementation of three-dimensional authentication processing.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래에 얼굴 정보를 이용한 안면 인식 시 모사된 그림이나 사진 등 거짓된 정보에 의한 인증 시도를 차단하는 기술이 국내 공개특허번호 2009-0135188에 개시되어 있다.In order to solve such a problem, a technique for blocking an authentication attempt based on false information such as a picture or a photograph simulated during facial recognition using face information is disclosed in Korean Laid-Open Patent No. 2009-0135188.

위의 공개특허는 카메라 화면에서 얼굴 영역이 검출된 곳에서 하나 이상의 모션 영역과 모션 방향을 정한 후, 검출된 얼굴 영역에서 확실한 얼굴 움직임이 있을 경우 실제 얼굴로 판정하고, 그렇지 않을 경우 사진으로 판정한다.The above patent discloses determining one or more motion regions and motion directions where a face region is detected on a camera screen, and if there is a certain face movement in the detected face region, determines that it is a real face, otherwise it is determined as a photograph. .

실제 얼굴로 판정했을 경우, 얼굴의 움직임이 생리학적인 움직임인지를 판단하여 최종 실제 얼굴과 사진을 구분한다. If it is determined as a real face, it is determined whether the movement of the face is a physiological movement and distinguishes the final real face from the photograph.

또 다른 종래 기술로 얼굴 정보를 이용한 안면 인식 시 모사된 그림이나 사진 등 거짓된 정보에 의한 인증 시도를 차단하는 기술이 국내특허공개번호 2006-0101259에 개시되어 있다. Another conventional technique is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0101259 to block authentication attempts by false information such as pictures or photos simulated during facial recognition using face information.

위의 특허는 카메라와 액정 모니터는 동일 면에 구비되어 있을 경우 촬영할 때에 이용자의 눈에 액정 모니터가 반드시 비치게 되고, 눈에 반영시키는 반영 화상을 액정 모니터로 표시할 수 있다. 따라서, 모니터의 영상을 변경시켜 얼굴 화상을 촬영한 후 눈동자 부근에서 반사된 영상의 색변경 정도를 판단하여,사진 등에 의해 불법적인 인증 시도가 도모된 경우에 이를 차단할 수 있다. In the above patent, when the camera and the liquid crystal monitor are provided on the same surface, the liquid crystal monitor is necessarily reflected in the eyes of the user when taking a picture, and the reflected image reflected in the eye can be displayed on the liquid crystal monitor. Therefore, after changing the image of the monitor to take a face image, it is possible to determine the degree of color change of the image reflected in the vicinity of the pupil, and block it when an illegal authentication attempt is made by a photograph or the like.

또 다른 종래 기술로 국내공개특허번호 2006-0101255가 있는데 휴대폰을 활용한 얼굴 인증 시 거리 센서를 함께 이용하여 사진 등 거짓된 2차원 정보에 의한 인증을 차단하는 방법을 제시하고 있다. Another conventional technology is Korean Patent Publication No. 2006-0101255, which suggests a method for blocking authentication by false two-dimensional information such as a photo by using a distance sensor when face authentication using a mobile phone.

위 특허에서는 인증하고자 하는 얼굴 화상을 취득한 후 얼굴까지의 거리를 세 개의 거리 센서로 측정하여 차이가 있을 경우 입체화된 얼굴로 표시하고, 그렇지 않고 동일할 경우 2차원적인 사진으로 판단하여 불법적인 인증을 차단하는 기술을 제시하고 있다.In the above patent, after acquiring a face image to be authenticated, the distance to the face is measured by three distance sensors, and if there is a difference, it is displayed as a three-dimensional face. It suggests a technique for blocking.

하지만, 위의 특허들에 개시된 방법들은 사용자의 얼굴 정보를 기반으로 안면 인식을 수행할 경우 약속된 특정 부위의 움직임을 감지함으로써, 인증하고자 하는 안면 정보가 모사된 사진이나 비디오 정보임을 손쉽게 구분할 수 있으나, 비디오 정보를 바탕으로 불법 사용자가 인증자의 특정 부위를 임의로 합성하여 조작할 수 있을 경우, 시스템에서 지시하는 실시간 움직임 요청에도 기민하게 반응하여 그 보안성이 심각하게 위험받을 수도 있다.However, the methods disclosed in the above patents can easily distinguish that the facial information to be authenticated is a photo or video information by detecting the movement of a specific part when performing facial recognition based on the face information of the user. For example, if an illegal user can arbitrarily synthesize and manipulate a specific part of an authenticator based on video information, the security may be seriously threatened by reacting promptly to a real-time motion request indicated by the system.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 얼굴 정보에 기반한 안면 인증 시 인증자 얼굴 성분인 눈, 입, 미간 등의 움직임을 감지한 후, 감지된 영역에 대한 움직임 순서를 패턴화 함으로써, 움직임이 없는 모사된 정보를 손쉽게 구분할 뿐만 아니라, 인증자의 얼굴을 촬영한 비디오 등으로 임의로 조작하여 디스플레이 하는 경우에도 인증 대상자의 얼굴의 진위를 판별하는 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치 및 그 방법을 제안하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, and when the facial authentication based on the face information is detected, the movement order of the detected area after patterning the movement of the eyes, mouth, brow, etc. that is the authenticator face component Thus, the personal authentication device using a motion combination of facial components that distinguishes the authenticity of the face of the subject of authentication even when the image of the authenticator's face is randomly manipulated and displayed, as well as easily distinguishing the simulated information without movement. And a method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안면 인증 데이터를 저장하고 있는 인증 데이터 저장부; 영상을 입력받는 카메라부; 상기 카메라부에서 입력되는 영상을 처리하여 출력하는 영상 처리부; 상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 입력받아 얼굴 영역을 검출하여 출력하는 얼굴 영역 검출부; 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역에서 얼굴 구성 성분의 움직임 패턴을 검출하여 저장된 패턴과 일치 여부를 판단하는 얼굴 구성 성분 움직임 검출부; 및 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역과 상기 인증 데이터 저장부에 저장된 인증 데이터를 비교하여 인증을 수행하는 얼굴 인증부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the authentication data storage unit for storing the facial authentication data; A camera unit for receiving an image; An image processor which processes and outputs an image input from the camera unit; A face region detector which receives an image processed by the image processor and detects and outputs a face region; A facial component motion detector for detecting a movement pattern of the facial component in the face region detected by the face region detector and determining whether it matches the stored pattern; And a face authentication unit configured to perform authentication by comparing the face area detected by the face area detection unit with authentication data stored in the authentication data storage unit.

또한, 본 발명의 상기 얼굴 영역 검출부는 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the face area detection unit of the present invention is characterized by detecting the face area using the Adaboost learning algorithm.

또한, 본 발명의 상기 얼굴 구성 성분 움직임 검출부가 검출하는 얼굴 구성 성분은 미간, 눈, 입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the facial component detected by the facial component motion detection unit of the present invention is characterized in that it comprises at least one of the head, eyes, mouth.

또한, 본 발명의 방법은 (A) 영상 처리부가 상기 카메라부에서 입력되는 영상을 처리하여 출력하는 단계; (B) 얼굴 영역 검출부가 상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 입력받아 얼굴 영역을 검출하여 출력하는 단계; (C) 얼굴 구성 성분 움직임 검출부가 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역에서 얼굴 구성 성분의 움직임 패턴을 검출하고 저장된 얼굴 움직임 패턴과 일치 여부를 확인하는 단계; 및 (D) 얼굴 인증부가 상기 얼굴 영역 검출부가 검출된 얼굴 영역과 상기 인증 데이터 저장부에 저장된 인증 데이터를 비교하여 인증을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the method of the present invention comprises the steps of (A) the image processing unit for processing the image input from the camera unit and outputs; (B) a face region detection unit receives an image processed by the image processor and detects and outputs a face region; (C) a face component motion detector detecting a movement pattern of a face component in the face region detected by the face region detector and checking whether the face component motion detector matches the stored face movement pattern; And (D) a face authentication unit comparing the face area detected by the face area detection unit with authentication data stored in the authentication data storage unit to perform authentication.

또한, 본 발명의 방법에 있어서 상기 (B) 단계에서 얼굴 영역 검출부에 의한 얼굴 영역 검출은 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the method of the present invention, in the step (B), the face area detection by the face area detection unit is characterized in that the face area is detected using an Adaboost learning algorithm.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (C) 단계에서 얼굴 구성 성분 움직임 검출은 현프레임과 이전 프레임간의 얼굴 구성 성분의 밝기 차이를 이용하여 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (C) of the method of the present invention, the facial component motion detection may be performed by using the difference in brightness of the facial component between the current frame and the previous frame.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (C) 단계에서 얼굴 구성 성분 움직임 검출은 현프레임과 이전 프레임간의 얼굴 구성 성분의 모션 벡터량 변화량을 이용하여 검출하는 것을 특징으로 한다.In the step (C) of the method of the present invention, the facial component motion detection may be performed by using a change amount of the motion vector amount of the facial component between the current frame and the previous frame.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 얼굴 검출 후 얼굴 구성 요소에 대해 특정한 움직임 순서를 정하여 일치 판단하는 단계를 적용함으로써, 비디오로 촬영된 인증자의 동영상 얼굴 정보 및 임의적인 동영상 조작 및 합성을 통한 실시간 인증 시도에도 시스템의 접근 차단이 가능하므로, 시스템의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.According to the present invention as described above, by applying a step of determining and matching the specific movement order for the face components after the face detection, real-time authentication attempts through video face information and random video manipulation and synthesis of the authenticator photographed as a video In addition, since the system can be blocked from access, the reliability of the system can be improved.

또한, 본 발명에 따르면, 안면 인식을 통한 얼굴 인증 시 눈, 입 등의 얼굴 구성 요소의 움직임을 판별하여 사진, 조각상과 같이 움직임이 없는 모사된 데이터에 의한 인증 시도는 간단히 차단할 수 있다.In addition, according to the present invention, when facial authentication is performed through face recognition, the movement of facial components such as eyes and mouth may be determined, and thus authentication attempts based on simulated data such as photographs and statues may be blocked.

또한, 본 발명에 따르면, 실제 사용자를 판단하기 위해 열 감지 센서나 거리 센서 또는 조명 기구와 같은 추가 요소들이 필요한 종래 기술과 달리 하드웨어 적인 추가 없이 소프트웨어적인 업그레이드만으로 기존의 안면 인식 시스템에 적용 가능하다.Further, according to the present invention, unlike the prior art in which additional elements such as a heat sensor, a distance sensor, or a luminaire are required to determine an actual user, the present invention can be applied to an existing face recognition system by only a software upgrade without adding hardware.

또한, 본 발명에 따르면, 움직임 감지 시 화면 전체 영역이 아닌 감지 관심 영역만을 프레임 대 프레임 비교하여 변화값을 감지하므로, 시스템 부하가 최소화된 실시간 감지가 가능하다.In addition, according to the present invention, since the change value is detected by comparing the frame-to-frame only in the detected region of interest, not the entire region of the screen, motion detection can be performed in real time with minimal system load.

또한, 본 발명에 따르면, 움직임 판단여부를 기반으로 하므로, 2차원 및 3차원 안면 정보의 특성에 관계없이 얼굴 인증 시스템 적용이 가능하다.In addition, according to the present invention, since it is based on the motion determination, it is possible to apply the face authentication system regardless of the characteristics of the two-dimensional and three-dimensional facial information.

이제, 도 1 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a personal authentication device and a method thereof based on motion combinations of facial components according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a personal authentication device using a motion combination of facial components according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치는, 카메라부(10), 영상처리부(11), 얼굴 영역 검출부(12), 얼굴 구성 성분 움직임 인식부(13), 얼굴 인증부(14),인증 데이터 저장부(15), 디스플레이부(16)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, a personal authentication apparatus using a combination of motions of facial components according to an exemplary embodiment of the present invention may include a camera unit 10, an image processor 11, a face region detector 12, and a facial component. The motion recognition unit 13 includes a face recognition unit 14, an authentication data storage unit 15, and a display unit 16.

여기에서, 카메라부(10)는 실시간 영상을 센서 입력으로 받아 처리 함으로써, 영상을 프레임 단위로 처리할 수 있게 출력하는 역할을 한다.Here, the camera unit 10 receives and processes a real-time image as a sensor input, thereby outputting the image to be processed in units of frames.

그리고, 영상 처리부(11)는 기본적으로 카메라부(10)를 통해 들어온 원본(RAW) 데이터를 이미지 처리가 가능한 RGB 및 YUV 형태의 데이터로 변경하는 역할을 수행함과 동시에 AE (Auto Exposure), AWB(Auto White Balance), NR(Noise Reduction) 등의 작업을 처리한다. In addition, the image processor 11 basically changes the original (RAW) data received through the camera unit 10 into data in the form of RGB and YUV capable of image processing, and at the same time AE (Auto Exposure), AWB ( It handles tasks such as Auto White Balance (NR) and Noise Reduction (NR).

다음으로, 얼굴 영역 검출부(12)는 얼굴 영역을 검출하여 출력하는데, 이러한 얼굴 영역의 검출에 사용하는 방법은 지식 기반 방법, 특징 기반 방법, 템플릿 정합 방법, 외형 기반 방법, 얼굴 색상정보를 이용한 방법, 시간 정보를 이용한 방법 등이 있다. Next, the face area detection unit 12 detects and outputs a face area. The method used for detecting the face area includes a knowledge based method, a feature based method, a template matching method, an appearance based method, and a face color information method. , Time information, and the like.

그리고, 얼굴 구성 성분 움직임 인식부(13)는 도면 2의 얼굴 움직임 검출 영역(21)내의 발생하는 움직임을 인지한다. Then, the facial component motion recognition unit 13 recognizes the movement occurring in the face motion detection region 21 of FIG.

예를 들어,미간(21), 눈(22), 입(23) 등의 움직임 발생 유무를 판단하여, 판단 결과를 영상 처리부(11)로 전송할 뿐만 아니라 메모리(미도시) 내에 기억된 움직임에 대한 특정 패턴과 검출된 움직임 패턴의 일치 정도를 판단한다.For example, it is determined whether the movement of the brow 21, the eye 22, the mouth 23, and the like occurs, and not only the transmission of the determination result to the image processor 11 but also the movement stored in the memory (not shown). The degree of agreement between the specific pattern and the detected movement pattern is determined.

한편, 얼굴 인증부(14)는 인증 데이타 저장부(15)에 미리 기억된 안면 인증 데이터와 카메라를 통해 입력된 얼굴 화상을 비교하여 인증 여부를 판단하는 역할을 수행한다.On the other hand, the face authentication unit 14 compares the face authentication data previously stored in the authentication data storage unit 15 with the face image input through the camera to determine whether to authenticate.

이와 같이 구성된 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치의 동작을 상세히 살펴보면 다음과 같다.The operation of the personal authentication device based on the motion combination of the facial components configured as described above will now be described in detail.

먼저, 카메라부(10)는 실시간 영상을 센서 입력으로 받아 처리 함으로써, 영상을 프레임 단위로 처리할 수 있게 출력한다.First, the camera unit 10 receives and processes a real-time image as a sensor input, and outputs the image to be processed in units of frames.

그러면, 영상 처리부(11)는 기본적으로 카메라부(10)를 통해 들어온 원본(RAW) 데이터를 이미지 처리가 가능한 RGB 및 YUV 형태의 데이터로 변경하고, 동시에 AE (Auto Exposure), AWB(Auto White Balance), NR(Noise Reduction) 등의 작업을 처리한다. Then, the image processing unit 11 basically changes the raw (RAW) data received through the camera unit 10 into data in the form of RGB and YUV capable of image processing, and simultaneously AE (Auto Exposure) and AWB (Auto White Balance). ), And processes such as noise reduction (NR).

또한, 영상 처리부(11)는 얼굴 영역 검출부(12)로 하여금 입력화면에 대한 얼굴 영역 검출을 수행하도록 하며, 얼굴 영역 검출부(12)에서 얼굴 영역이 검출되었을 경우 검출된 영역 정보를 얼굴 구성 성분 움직임 인식부(13)에 전달하여, 움직임 인식 여부를 수행하도록 한다. In addition, the image processor 11 causes the face region detector 12 to detect the face region of the input screen, and when the face region is detected by the face region detector 12, the image region 11 moves the facial component information. Transfer to the recognition unit 13, to perform the motion recognition.

그리고, 영상 처리부(11)는 얼굴 구성 성분 움직임 인식부(13)에 의해 얼굴 움직임이 성공적으로 인식되었을 경우, 얼굴 영역을 얼굴 인증부(14)에 전송하여 인증 데이터 저장부(15)에 저장된 인증 데이터를 근거로 비교하여 얼굴 인증부(14)가 인증 여부를 판단할 수 있게 한다.When the face motion is successfully recognized by the face component motion recognition unit 13, the image processor 11 transmits the face area to the face authentication unit 14 to store the authentication data stored in the authentication data storage unit 15. The face authenticator 14 may determine whether to authenticate by comparing the data.

그러면, 얼굴 인증부(14)는 인증 데이터 저장부(15)에 미리 기억된 안면 인증 데이터와 카메라를 통해 입력된 얼굴 화상을 비교하여 인증 여부를 판단하여 판단결과를 영상 처리부(11)로 출력한다.Then, the face authentication unit 14 compares the face authentication data stored in the authentication data storage unit 15 with the face image input through the camera, determines whether to be authenticated, and outputs the determination result to the image processing unit 11. .

마지막으로, 영상 처리부(11)는 인증 결과를 디스플레이부(16)를 통하여 사용자에게 알려준다.Finally, the image processor 11 notifies the user of the authentication result through the display unit 16.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a personal authentication method using a motion combination of facial components according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 얼굴 영역 검출부는 입력 영상에서 얼굴을 탐색하여 얼굴을 검출한다(S100). First, the face area detection unit detects a face by searching for a face in the input image (S100).

얼굴 영역 검출부는 여러가지 방법을 사용하여 얼굴을 검출할 수 있는데, 일예로 아다부스트(Adaboost) 학습 알고리즘을 이용하여 내부에 저장된 얼굴 학습 데이터와 입력 영상과의 매칭에 의해 얼굴 유무, 얼굴 중심 위치, 얼굴 크기 정보들을 추출하여 얼굴을 검출한다.The face detection unit may detect a face using various methods. For example, the face region detection unit may detect a face by using an Adaboost learning algorithm and matching the face learning data stored therein with an input image. The size information is extracted to detect a face.

이후에, 영상 처리부에 제공된 얼굴 위치 및 크기 정보는 얼굴 구성 성분 움직임 인식부로 제공되며, 얼굴 구성 성분 움직임 인식부는 검출된 얼굴 정보를 바탕으로 얼굴 구성 요소(눈, 코, 입 등)을 검출한 후, 얼굴의 중심 위치와 크기 정보를 기준으로 하여 움직임을 판단할 얼굴 구성 영역 (22,23,24,25,26,27)을 검출한다(S101).Subsequently, the face position and size information provided to the image processing unit is provided to the face component motion recognition unit, and the face component motion recognition unit detects a face component (eye, nose, mouth, etc.) based on the detected face information. In operation S101, the face composition regions 22, 23, 24, 25, 26, and 27 are detected based on the center position and the size information of the face.

다음으로, 얼굴 성분 움직임 인식부는 검출 영역내의 움직임 유무를 판단하고(S102), 움직였을 경우 저장된 움직임 패턴과의 일치 여부를 판단한다(S103).Next, the face component motion recognition unit determines whether there is motion in the detection area (S102), and when it moves, determines whether or not it matches the stored motion pattern (S103).

얼굴 성분 움직임 인식부에 의해 수행되는 검출 영역내의 움직임 유무 판단은 현 프레임과 이전 프레임간의 모션 벡터 크기(모션 벡터량 변화량)나 차 영상 성분(밝기 차이)을 통해 획득할 수 있으며, 인증 시스템 설치 시 주변 노이즈와 인증자의 얼굴 움직임 크기를 고려하여 정한다. The determination of motion in the detection area performed by the face component motion recognition unit can be obtained through the motion vector size (motion vector amount change) or the difference image component (brightness difference) between the current frame and the previous frame. The noise and the size of the face movement of the authenticator are taken into consideration.

얼굴 성분 움직임 인식부는 정해진 임계값 이상일 경우에만 움직임이 있다고 판단하며 이 경우 주변 노이즈에 영향에 둔감하고, 인증자에 움직임에 특화된 안정된 움직임 검출을 수행 할 수 있다. The facial component motion recognition unit judges that there is motion only when it is equal to or greater than a predetermined threshold value, and in this case, it is insensitive to ambient noise and can perform stable motion detection specialized for motion to the authenticator.

또한, 얼굴 성분 움직임 인식부가 수행하는 움직임 패턴과의 일치 여부 연산은 단순 움직임 검출 뿐 아니라, 특정 미리 입력된 움직임 패턴과의 일치 여부 연산을 수행하여 인증에 대한 보안성을 향상 시킬 수 있다. In addition, the coincidence operation with the motion pattern performed by the face component motion recognition unit may improve security for authentication by performing a coincidence operation with a specific pre-input motion pattern as well as simple motion detection.

예를 들어, 도면 4와 같이 눈과 입 영역의 움직임을 가지고 패턴화 할 경우 인증자 방향 기준으로 오른쪽 눈(23), 왼쪽 눈(24), 오른쪽 눈과 입(23+25), 왼쪽 눈과 입 움직임(24+25) 등의 임의적인 패턴 조합을 추가 인증 정보로 사용할 수 있다. For example, when patterning with the movement of the eye and mouth regions as shown in FIG. 4, the right eye 23, the left eye 24, the right eye and the mouth 23. Arbitrary pattern combinations such as mouth movements 24 + 25 may be used as additional authentication information.

만약 카메라로부터 인증자의 얼굴 거리를 일정하게 유지시킬 경우, 인증자의 얼굴 크기 및 생김새 특성에 따라 움직임 부위 또한 차별화 가능 하므로, 신뢰성 있는 보안 효과가 가능하다.If the distance of the authenticator's face from the camera is kept constant, the moving part can also be differentiated according to the authenticator's face size and appearance, so that a reliable security effect is possible.

움직임 여부와 움직임 패턴 일치 여부 판단 후, 얼굴 인증부에 의해 얼굴 영 역 검출부를 통해 검출된 얼굴 영역과 인증 데이터 저장부에 저장된 데이터간의 인증 연산을 수행한다(S104). After determining whether the motion matches the movement pattern, an authentication operation is performed between the face area detected by the face authentication unit through the face area detection unit and the data stored in the authentication data storage unit (S104).

검출된 얼굴 영역 데이터로부터 고유한 특징량과 저장된 데이터간의 고유 특징량을 비교하여 만약, 특징량의 차가 사전에 지정한 일정한 임계치 이내일 경우는 동일 인물이라고 판정하고(S105) 그렇지 않을 경우 비동일인으로 판정한다(S106).By comparing the unique feature amount between the unique feature amount and the stored data from the detected face region data, if the difference in feature amount is within a predetermined predetermined threshold, it is determined to be the same person (S105) otherwise, it is determined to be the same person. (S106).

얼굴의 고유 특징량은 화소 밝기값, 고유얼굴(eigenface), 피셔얼굴(fisherface), 하(Haae) 특징 벡터, 가버 특징 벡터, 또는 가버 특징 벡터를 주성분 모드 분석(Principal Component Analysis, PCA)하고 선형 판별 분석(Linear Discriminant Analysis)하여 얻어진 벡터 연산등의 기법 등을 기반하여 획득한다.The intrinsic feature amount of the face is linearly determined by principal component mode analysis (PCA) of pixel brightness, eigenface, fisherface, Haae feature vector, Gabor feature vector, or Gabor feature vector. Acquisition is based on techniques such as vector operations obtained by linear discriminant analysis.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for personal authentication by motion combination of facial components according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 얼굴 구성 성분 움직임 인식부에 이용되는 얼굴 구성 성분의 일예시도.FIG. 2 is an exemplary view illustrating a facial component used in the facial component motion recognition unit of FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법의 흐름도.3 is a flow chart of a personal authentication method by motion combination of facial components according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 이용되는 얼굴 구성 성분 움직임 패턴을 보여주는 일예시도.4 is an exemplary view showing a facial component motion pattern used in the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 카메라부 11 : 영상 처리부10: camera unit 11: image processing unit

12 : 얼굴 영역 검출부 13 : 얼굴 구성 성분 움직임 인식부12: face region detection unit 13: face component motion recognition unit

14 : 얼굴 인증부 15 : 인증 데이터 저장부14: face authentication unit 15: authentication data storage unit

Claims (7)

안면 인증 데이터를 저장하고 있는 인증 데이터 저장부;An authentication data storage unit for storing facial authentication data; 영상을 입력받는 카메라부;A camera unit for receiving an image; 상기 카메라부에서 입력되는 영상을 처리하여 출력하는 영상 처리부;An image processor which processes and outputs an image input from the camera unit; 상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 입력받아 얼굴 영역을 검출하여 출력하는 얼굴 영역 검출부;A face region detector which receives an image processed by the image processor and detects and outputs a face region; 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역에서 얼굴 구성 성분의 움직임 패턴을 검출하여 저장된 패턴과 일치 여부를 판단하는 얼굴 구성 성분 움직임 검출부; 및 A facial component motion detector for detecting a movement pattern of the facial component in the face region detected by the face region detector and determining whether it matches the stored pattern; And 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역과 상기 인증 데이터 저장부에 저장된 인증 데이터를 비교하여 인증을 수행하는 얼굴 인증부를 포함하여 이루어진 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치.And a face authentication unit for performing authentication by comparing the face area detected by the face area detection unit with the authentication data stored in the authentication data storage unit. 청구항 1에서In claim 1 상기 얼굴 영역 검출부는 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 개인 인증 장치.The face area detection unit detects a face area using an Adaboost learning algorithm. 청구항 1에서 In claim 1 상기 얼굴 구성 성분 움직임 검출부가 검출하는 얼굴 구성 성분은 미간, 눈, 입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 장치.The facial component component detected by the facial component motion detector includes at least one of a glans, an eye, and a mouth. (A) 영상 처리부가 상기 카메라부에서 입력되는 영상을 처리하여 출력하는 단계;(A) an image processor processing and outputting an image input from the camera unit; (B) 얼굴 영역 검출부가 상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 입력받아 얼굴 영역을 검출하여 출력하는 단계;(B) a face region detection unit receives an image processed by the image processor and detects and outputs a face region; (C) 얼굴 구성 성분 움직임 검출부가 상기 얼굴 영역 검출부에서 검출된 얼굴 영역에서 얼굴 구성 성분의 움직임 패턴을 검출하고 저장된 얼굴 움직임 패턴과 일치 여부를 확인하는 단계; 및 (C) a face component motion detector detecting a movement pattern of a face component in the face region detected by the face region detector and checking whether the face component motion detector matches the stored face movement pattern; And (D) 얼굴 인증부가 상기 얼굴 영역 검출부가 검출된 얼굴 영역과 상기 인증 데이터 저장부에 저장된 인증 데이터를 비교하여 인증을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법.And (D) a face authentication unit comparing the face area detected by the face area detection unit with the authentication data stored in the authentication data storage unit to perform authentication. 청구항 4에서In claim 4 상기 (B) 단계에서 얼굴 영역 검출부에 의한 얼굴 영역 검출은 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법.In step (B), the face area detection by the face area detection unit detects a face area using an Adaboost learning algorithm. 청구항 4에서 In claim 4 상기 (C) 단계에서 얼굴 구성 성분 움직임 검출은 현프레임과 이전 프레임간의 얼굴 구성 성분 영역의 밝기 차이를 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법.In the step (C), the facial component motion detection is performed through the difference in brightness of the facial component region between the current frame and the previous frame. 청구항 4에서 In claim 4 상기 (C) 단계에서 얼굴 구성 성분 움직임 검출은 현프레임과 이전 프레임간의 얼굴 구성 성분 영역의 모션 벡터 변화량을 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 구성 성분의 모션 조합에 의한 개인 인증 방법.In step (C), the facial component motion detection is performed through the motion vector variation of the facial component region between the current frame and the previous frame.
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