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KR101172213B1 - 얼굴인증 시스템 및 그 방법 - Google Patents

얼굴인증 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 얼굴인증 시스템으로서, 운전자 얼굴을 촬영하는 얼굴 촬영부, 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 저장하는 메모리부, 상기 얼굴 촬영부에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 상기 메모리부에 저장된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 얼굴 인증부, 사용자로부터 신호를 입력받는 사용자 입력부 및 상기 얼굴 인증부에 의해 인증에 오류가 발생하는 경우, 상기 사용자 입력부를 통해 입력된 신호에 기초하여 상기 운전자 얼굴을 상기 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 사용자 인증의 오인식을 최소화하여 사용자에 맞게 설정된 차량 시스템을 신속하게 제공할 수 있다.

Description

얼굴인증 시스템 및 그 방법{System and Method for face identification}
본 발명은 얼굴인증 시스템 및 그 방법으로서, 상세하게는 하나의 사용자 아이디에 복수의 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 등록할 수 있는 얼굴인증 시스템 및 그 방법이다.
운전자 얼굴을 촬영하는 촬영 장치가 차량 내부에 구비되어 운전자가 정당한 사용자인지 확인될 수 있다. 그러나 차량에 구비된 촬영 장치의 얼굴 인식 성능이 완벽한 것은 아니고, 차량 내부에서 운전자 얼굴이 촬영되는 경우, 태양광의 방향 및 세기에 따라 촬영된 운전자 얼굴이 달라질 수 있다. 또한 야간에는 조명이 달라지고 어둡게 표현되기 때문에 촬영된 운전자 얼굴에 대해서 명도차, 색상차 등이 발생하고, 얼굴 크기도 다르게 촬영될 수 있다.
따라서, 운전자 조건 및 광환경이 달라져도 동일인에 대해서는 일관된 값을 유지할 수 있는 특징량을 확인하여 사용자 인증을 할 수 있고, 복수의 사용자 이미지를 등록시킬 수 있는 방안이 요구된다. 특히, 단순히 복수의 이미지를 사용자 인증을 위해 등록하는 것이 아니고, 촬영된 운전자 얼굴을 인식함에 있어서, 사용자로부터 피드백을 받아 보다 정확한 사용자 인증을 수행하고, 오류 발생을 최소화할 수 있는 방안이 요구된다. 또한, 사용자 인증이 수행된 후에 사용자에 따라 차량 시스템을 제공할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 복수의 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 이용하여 사용자에게 대응하여 설정된 차량 시스템을 제공하고, 얼굴인식에서 오인식을 최소화하며, 사용자로부터 얼굴인식 오류에 대응하는 피드백을 제공받을 수 있는 얼굴인증 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 얼굴인증 시스템으로서, 운전자 얼굴을 촬영하는 얼굴 촬영부, 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 저장하는 메모리부, 상기 얼굴 촬영부에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 상기 메모리부에 저장된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 얼굴 인증부, 사용자로부터 신호를 입력받는 사용자 입력부 및 상기 얼굴 인증부에 의해 인증에 오류가 발생하는 경우, 상기 사용자 입력부를 통해 입력된 신호에 기초하여 상기 운전자 얼굴을 상기 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 얼굴인증 방법으로서, 운전자 얼굴을 촬영하는 제1단계, 상기 운전자 얼굴을 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 제2단계 및 상기 사용자 인증에 오류가 발생하는 경우, 상기 사용자로부터 입력된 신호에 기초하여 상기 운전자 얼굴을 상기 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제3단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자는 운전자 얼굴을 인식시키는 것만으로도 사용자에 맞게 설정된 차량 시스템을 신속하게 제공받을 수 있고, 복수의 사용자 이미지를 사용자 선택에 따라 사용자 아이디에 대한 사용자 이미지로 등록할 수 있다.
또한, 사용자 인증의 오인식을 최소화하여, 오인식에 따른 제3자를 위한 차량 시스템이 제공되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 얼굴인식 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 얼굴인식 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 얼굴인식 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 얼굴인식 시스템은 얼굴 촬영부(101), 메모리부(103), 얼굴 인증부(105), 제어부(107), 사용자 입력부(109) 및 디스플레이부(111)를 포함한다.
얼굴 촬영부(101)는 운전자 얼굴을 촬영하는 장치로서, 카메라를 이용하여 운전자 얼굴이 촬영될 수 있다. 얼굴 촬영부(101)는 차량에 시동이 켜진 후, 또는 운전석 문이 열리고 닫힌 경우, 자동적으로 운전자 얼굴을 촬영한다. 즉, 운전자가 탑승하여 차량을 이용하기 시작할 때, 운전자 얼굴을 촬영한다.
메모리부(103)는 제1사용자 아이디 및 상기 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 저장한다. 차량을 이용할 때, 사용자는 미리 제1사용자 아이디를 생성하고, 상기 제1사용자 아이디에 대해 사용자 이미지를 등록한다. 등록된 사용자 이미지는 상기 얼굴 촬영부(101)를 통해 촬영된 이미지일 수 있다. 상기 이미지 특징량은 PCA(Principal Component Analysis) 기반 Eigen-Face, LDA(Linear Discriminant Analysis)에 의한 특징량, ULBP(Uniform Local Binary Pattern) 블록 히스토그램 등을 의미한다. 이미지 특징량은 태양광 또는 조명 등에 의해 변화되지 않고, 동일인에 대해서는 일관된 값을 유지할 수 있다. 특징량은 촬영된 운전자 얼굴로부터 추출되며, 일반적으로 사용자 이미지 또는 촬영된 운전자 얼굴보다는 크기가 작으므로, 메모리부(103)의 용량이 효율적으로 이용될 수 있다.
얼굴 인증부(105)는 상기 메모리부(103)에 저장된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 상기 얼굴 촬영부(101)를 통해 촬영된 운전자 얼굴을 비교하여 사용자 인증을 수행한다. 즉, 얼굴 인증부(105)는 얼굴 촬영부(101)를 통해 촬영된 운전자 얼굴로부터 이미지 특징량을 추출하여, 상기 메모리부(103)에 저장된 이미지 특징량과 비교함으로써, 사용자 인증을 수행할 수 있다. 또한, 상기 메모리부(103)에 사용자 이미지만 저장된 경우, 상기 사용자 이미지에서 이미지 특징량을 추출하여 얼굴 촬영부(101)를 통해 촬영된 운전자 얼굴의 이미지 특징량과 비교할 수 있다.
제어부(107)는 메모리부(103)에 저장된 제1 사용자 아이디 및 상기 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지를 관리하고, 새로운 이미지를 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로서 등록할 수 있다. 제어부(107)는 새로운 이미지 자체를 사용자 이미지로 등록할 수도 있고, 새로운 이미지의 특징량을 추출하여 이미지 특징량으로서 등록할 수 있다. 제어부(107)는 얼굴인식에 사용되는 메모리부(103)의 용량을 최소화하기 위해 이미지의 특징량만을 메모리부(103)에 등록 및 저장할 수 있다.
상기 얼굴 인증부(105)의 사용자 인증 결과, 사용자 인증이 성공하는 경우, 상기 제어부(107)는 상기 제1사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템의 설정값을 적용하여 차량 시스템을 셋업한다. 예를 들어, 사용자 아이디에 따라 차량 내부 온도, 라디오 주파수, 네비게이션 설정, 사이드미러 각도, 운전석 설정 등의 설정값이 달라진다.
한편, 사용자 인증에 오류가 발생하는 경우, 상기 제어부(107)는 사용자의 선택에 따라 상기 얼굴 촬영부(101)에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록한다. 사용자 인증에 오류가 발생하는 경우는, 촬영된 운전자 얼굴이 제대로 인식되지 않은 미인식 및 촬영된 운전자 얼굴이 제3자의 사용자 아이디에 대응하는 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 인식되는 오인식을 포함한다. 오인식이 발생하는 경우, 사용자는 제3자의 사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템의 설정값이 적용된 차량 시스템을 제공받게 되므로, 운전자 얼굴 촬영을 다시 수행하거나 차량 시스템을 다시 수정해야 하는 불편함이 발생한다. 따라서, 제어부(107)는 오인식을 최소화하고 미인식을 유도하도록 상기 얼굴 인증부(105)의 사용자 인증 과정을 제어한다. 예를 들어, 저장된 사용자 이미지와 촬영된 운전자 얼굴의 특징을 비교하는 과정에서, 비교 방법의 문턱치를 낮게 설정하여 인증 방법의 민감도를 높인다. 즉, 사용자 인증을 까다롭게 수행하여, 서로 다른 운전자를 동일한 사용자 아이디로 인식하지 않도록 문턱치를 낮게 설정한다.
또한, 사용자 인증에 오류가 발생하는 경우, 상기 제어부(107)는 제2사용자 아이디를 생성하고, 상기 얼굴 촬영부(101)에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 제2사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록함으로써, 동일한 차량에 대한 또 다른 사용자를 등록할 수 있다.
사용자 입력부(109)는 사용자로부터 신호를 입력받는다. 상기 얼굴 인증부(105)에 의해 수행된 사용자 인증에 오류가 발생하는 경우, 제어부(107)는 사용자 입력부(109)를 통해 입력된 신호를 기초로 하여 촬영된 운전자 얼굴을 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록할 수 있다. 즉, 사용자는 사용자 입력부(109)를 통해 촬영된 운전자 얼굴의 등록을 요청할 수 있다. 상기 사용자 입력부(109)는 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
디스플레이부(111)는 상기 얼굴 촬영부(101)에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 표시할 수 있고, 메모리부(103)에 저장된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 표시할 수 있고, 상기 얼굴 인증부(105)에 의한 사용자 인증 결과를 표시할 수도 있고, 촬영된 운전자 얼굴을 사용자 이미지로 표시할 것인지 사용자의 의사를 묻는 확인창을 표시할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 얼굴인식 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시동이 켜진 직후 또는 운전석 도어가 열리고 닫힌 후, 운전석에 탑승한 운전자 얼굴이 촬영된다(S201).
다음, 촬영된 운전자 얼굴 및 제1사용자 아이디에 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 이용하여 사용자 인증이 수행된다(S203). 다음, 사용자 인증 결과, 촬영된 운전자 얼굴이 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량인지 판단된다(S205).
S205 판단 결과, 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량인 경우, 제1사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템의 설정값이 적용되어 차량 시스템이 셋업된다(S213).
S205 판단 결과, 등록된 사용자 이미지가 아닌 경우, 사용자로부터 신규 사용자 등록이 요청되는지 판단한다(S207).
S207 판단 결과, 신규 사용자 등록이 요청되지 않는 경우, 사용자로부터 제1사용자 아이디에 대한 정보 수정 요청이 입력된다(S209). 다음, 촬영된 운전자 얼굴이 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록된다(S211). 다음, 제1사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템의 설정값이 적용되어 차량 시스템이 셋업된다(S213).
한편, S207 판단 결과, 신규 사용자 등록이 요청된 경우, 제2사용자 아이디가 생성되고, 촬영된 운전자 얼굴이 제2사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록된다(S215).
다음, 제2 사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템이 설정된다(S217). 즉, 신규 사용자에 따른 차량 시스템이 새로운 설정값을 갖게된다.
다음, 제2 사용자 아이디에 대응하는 차량 시스템의 설정값에 따라 차량 시스템이 셋업된다(S219).
본 발명은 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 본 발명은 상술된 일실시예에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능하다.

Claims (18)

  1. 운전자 얼굴을 촬영하는 얼굴 촬영부;
    제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량을 저장하는 메모리부;
    상기 얼굴 촬영부에 의해 촬영된 운전자 얼굴을 상기 메모리부에 저장된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 얼굴 인증부;
    사용자로부터 신호를 입력받는 사용자 입력부; 및
    상기 운전자 얼굴이 제대로 인식되지 않은 미인식, 및 상기 운전자 얼굴이 제3의 사용자 아이디에 대응하는 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 인식되는 오인식 중 적어도 하나가 발생하고, 상기 사용자 입력부를 통해 정보 수정 요청이 입력되는 경우, 상기 정보 수정 요청에 기초하여 상기 운전자 얼굴을 상기 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 얼굴 인증부의 사용자 인증 과정에서 오인식이 최소화되고, 미인식이 유도되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 얼굴 인증부에 의해 인증이 성공하는 경우, 상기 제1사용자 아이디에 따라 차량 시스템의 설정값을 적용하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    신규 사용자 등록이 요청되는 경우, 상기 제어부는 제2사용자 아이디를 생성하고, 상기 운전자 얼굴을 제2사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 차량 시스템은 차량 내부 온도, 라디오 주파수, 네비게이션 설정, 사이드미러 각도 및 운전석 설정 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 얼굴 촬영부는 차량의 시동이 켜진 후 또는 운적석 문이 열리고 닫힌후 자동적으로 운전자의 얼굴을 촬영하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는 터치 스크린을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 얼굴 인증부에 의해 수행된 사용자 인증 결과를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 얼굴인증 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 얼굴 인증부는 상기 얼굴 촬영부에 의해 촬영된 운전자 얼굴로부터 이미지 특징량을 추출하여 상기 메모리부에 저장된 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 얼굴 인증부는 상기 메모리부에 저장된 사용자 이미지로부터 이미지 특징량을 추출하여 상기 얼굴 촬영부에 의해 촬영된 운전자 얼굴과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 시스템.
  11. 운전자 얼굴을 촬영하는 제1단계;
    상기 운전자 얼굴을 제1사용자 아이디에 대해 등록된 사용자 이미지 또는 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 제2단계; 및
    상기 운전자 얼굴이 제대로 인식되지 않은 미인식, 및 상기 운전자 얼굴이 제3의 사용자 아이디에 대응하는 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 인식되는 오인식 중 적어도 하나가 발생하고, 정보 수정 요청이 입력되는 경우, 상기 정보 수정 요청에 기초하여 상기 운전자 얼굴을 상기 제1사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제3단계를 포함하되,
    상기 제2단계는 사용자 인증 과정에서 오인식을 최소화하고, 미인식을 유도하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 사용자 인증이 성공하는 경우, 상기 제1사용자 아이디에 따라 차량 시스템의 설정값을 적용하는 제4단계를 포함하는 얼굴인증 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    신규 사용자 등록이 요청되는 경우, 제2사용자 아이디를 생성하고, 상기 운전자 얼굴을 제2사용자 아이디에 대한 사용자 이미지 또는 이미지 특징량으로 등록하는 제5단계를 포함하는 얼굴인증 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 차량 시스템은 차량 내부 온도, 라디오 주파수, 네비게이션 설정, 사이드미러 각도 및 운전석 설정 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 얼굴인증 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 사용자 인증 결과를 표시하는 제6단계를 더 포함하는 얼굴인증 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계는 촬영된 운전자 얼굴로부터 이미지 특징량을 추출하여 등록된 이미지 특징량과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계는 등록된 사용자 이미지로부터 이미지 특징량을 추출하여 추출된 이미지 특징량을 촬영된 운전자 얼굴과 비교하여 사용자 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 얼굴인증 방법.
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