KR20200009753A - 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 및 이를 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템 - Google Patents

얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 및 이를 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명 얼굴 안면인식 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법은 각각의 출입 인증 시스템을 네트워크에 등록하는 단계와, 근접 센서 및 영상 모션 감지를 통하여 접근자의 접근을 센싱하면 자기 자신(출입문 인증 시스템)의 유휴 상태를 타 출입문 인증 시스템과 서로 교환하는 단계와, 카메라 촬영을 통한 얼굴 인증 시도가 발생한 경우, 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 많은 시간이 소요되는 matrix multiplication 등에 대하여 유휴 상태인 출입문 인증 시스템에 병렬 처리를 요청하여 공유 자원을 선점하는 단계와, 공유 자원을 통한 병렬 처리 결과를 수신하고 취합하는 단계와, 취합된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 출입 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 및 이를 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템{Certification Speed Improvement Method of Door Control System with Face Certification and Method thereof}
본 발명은 얼굴 인증 정보를 이용하여 출입을 제어하는 출입문 인증 시스템에 있어서 출입자 얼굴 영상 처리 및 인증에 관하여 동일 네트워크에 연결되어 있는 유휴 상태의 다른 출입문 인증 시스템과 병렬 처리하도록 함으로써 인증 속도를 개선하는 것이다. 현재 출입자의 ID 인증에서 생체 정보 인증으로 패턴이 변화하고 있으며, 생체 인증 중에서 얼굴 영상을 통한 출입문 인증 시스템 사용이 확대되고 있는 것이다.
본 발명과 관련된 종래의 기술은 대한민국 등록특허 제10-1821144호(2018. 1. 23. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 깊이 정보 기반의 안면 인식 홍체 시스템 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 깊이 정보 기반의 안면 인식 홍체 시스템은 허가된 인물이 인식될 시 출입을 허가하는 출입 통제부(100); 비허가된 인물로 인식될 시 알람 경보를 발생하고 상황실로 긴급 메시지를 송신하는 알람 경보부(200); 깊이정보 기반의 안면 인식부(300);로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 알람 경보부(200)는 일정 시간 내에 일정 횟수 이상 인식을 [0019] 시도하였으나 안면 인식이 이루어지지 않을 시 비허가된 인물의 접근으로 간주하여 현장에 알람 경보음을 송출하고 상황실에는 알람 경보음과 동시에 상기 상황실 중앙관제용 모니터에 긴급 경고 메시지를 디스플레이 하는 것을 특징으로 한다. 상기 안면 인식부(300)는 안면특징 깊이정보 저장용 안면 저장부(310); 안면깊이영상 촬영용 깊이영상 촬영부(320); 깊이값 오차보정용 깊이영상 보정부(330); 깊이영상 안면부분 추출용 안면검출부(340); 영상회전 신축 변환 및 영상촬영거리에 따른 안면영상 신축 및 안면 정렬용 깊이영상 변환부(350); 깊이영상 안면특징 추출용 안면특징 추출부(360); 상기 안면 저장부(310)에 저장된 데이터와 비교하는 안면특징 비교부(370); 저장된 데이터와의 비교결과에서 인물 일치도를 판정하는 인물 일치 판정부(380);로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 안면 저장부(310)에는 식별할 인물의 안면 특징들이 깊이 값 형태로 저장되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 때 저장될 신체적 특징은 안면의 깊이정보 외에도 눈, 코, 입의 위치와 모양, 얼굴의 너비, 코의 높이, 턱의 외곽정보인 것이 바람직하다 또한 상기 안면 저장부(310)는 깊이 영상 내 깊이 값이 제일 작은 값이 기준 깊이 값 Dreference를 가지도록 상기 깊이영상 변환부(350)을 이용하여 변환을 적용하여 저장되는 것을 특징으로 한다. 상기 깊이영상 촬영부(320)를 인물 촬영이 가능한 곳에 설치한 후 인물 촬영을 시작하게 되면 인물의 안면이 촬영되고 이 때 획득된 깊이영상의 특징으로는 코 부위가 상기 깊이영상 촬영부(320)와 제일 지근거리에 위치하므로 깊이 값이 가장 작게 나오게 된다. 또한 안면과 다른 영역의 깊이 값은 큰 차이가 나게 되어 안면부분을 상기 안면 검출부(340)를 이용해 깊이영상 안면부분을 추출할 수 있다. 상기 깊이영상 촬영부(320)를 통해 깊이영상을 촬영 및 획득 시 촬영영상에서 오차가 발생하는 픽셀이 발생할 수도 있다. 이 때 상기 깊이영상 보정부(330)를 이용하여 보간을 수행하면 오차가 발생한 픽셀을 보정하게 된다. 안면인식 과정에서 안경 착용자가 안면인식의 대상이 될 수도 있다. 상기 안경 착용자가 깊이영상 촬영 대상일 경우에 안경렌즈는 유리이기 때문에 깊이 값의 측정에 영향을 미치지 않지만 안경테의 경우에는 깊이 값이 있는 것으로 측정되어 안면 인식 과정에 오차를 유발할 수 있다. 따라서 안경테의 특성은 안면의 평균 깊이보다 그 깊이 값이 작다는 점을 이용하여 안경테를 안면의 영역과 구분할 수 있다. 또한, 안경테의 영역을 주변 깊이 값으로 보간함으로써 깊이영상에서 안경테 영역을 제거한 영상을 획득할 수 있다. 상기 안면 검출부(340)에서 깊이 값을 이용하여 안면을 추출하는 과정은 다음과 같다 상기 깊이영상 촬영부(320)에서 인물을 촬영하고 깊이 값에 따른 라벨링을 통해 영역을 분리하게 된다. 이 때 안면은 상기 깊이영상 촬영부(320)와 지근거리에 있기 때문에 안면 영역의 평균 깊이 값이 가장 작게 나타나게 된다. 이를 이용하여 안면을 다른 신체 부위와도 분리할 수 있고 깊이 값이 낮을수록 밝게 나타나는 깊이영상을 확인할 수 있다. 이 때 안면 부위는 타 부위와 비교하여 깊이 값이 낮은 것을 확인할 수 있으며 이를 통해 안면 부위를 타영역과 분리 가능하게 된다. 상기 깊이영상 촬영부(320)를 통해 인물 촬영 시 항상 정면으로 촬영되지 않을 수도 있으므로 이에 대한 보정이 필요하며 이는 상기 깊이영상 변환부(350)에서 변환을 적용하여 안면을 정렬할 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 얼굴 안면 인증 시스템은 인증률을 높이고, 오인 인증을 줄이기 위하여 복잡한 알고리즘을 수행하게 되는 데 이 경우 인증 시간이 길어지는 문제점이 있는 것이다. 또한, 상기와 같이 구성된 종래 인증 시스템은 다수의 출입 문 인증 시스템에 적용하는 경우에 출입자가 하나의 출입문 인증 시스템에 집중하는 경우에는 출입자의 출입에 시간에 많이 소요되고 시스템 부하가 집중하며 출입자가 없는 출입문 인증 시스템은 유휴 상태와 같이 되는 문제점이 있는 것이다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다수가 설치된 출입문 인증 시스템에서 한 곳의 출입문 인증 시스템에 부하가 집중하는 경우, 네트워크에 연결된 출입문 인증 시스템의 유휴 상태를 파악하여 인증과정을 병렬 형태로 처리하도록 함으로써 인증 시간을 줄이기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법은 각각의 출입문 인증 시스템을 네트워크에 등록하는 단계와, 근접 센서 및 영상 모션 감지를 통하여 접근자의 접근을 센싱하면 자기 자신(출입문 인증 시스템)의 유휴 상태를 타 출입문 인증 시스템과 서로 교환하는 단계와, 카메라부의 촬영을 통한 얼굴 인증 시도가 발생한 경우, 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 많은 시간이 소요되는 matrix multiplication 등에 대하여 유휴 상태인 출입문 인증 시스템에 병렬 처리를 요청하여 공유 자원을 선점하는 단계와, 공유 자원을 통한 병렬 처리 결과를 수신하고 취합하는 단계와, 취합된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 출입 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 및 이를 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템은 다수의 출입문 인증 시스템이 설치된 경우 공유 자원을 골고루 씀으로 인하여 인증에 소요되는 시간을 최소로 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 다수의 출입문 인증 시스템이 설치되고 하나의 출입문 인증 시스템에 출입자가 몰리는 경우에는 출입문 인증 시스템 집중되는 부하를 분담시킬 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 다수의 출입문 인증 시스템을 병렬 사용 시 속도 문제를 해결하고 부하 분담을 통하여 출입문 인증 시스템의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 깊이 정보 기반의 안면 인식 홍체 시스템 구성도,
도 2는 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 제어 흐름도,
도 3은 본 발명 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템 구성도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 및 이를 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템을 도 2 내지 도 3을 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법 제어 흐름도이다. 상기도 2에서 본 발명 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법은 각각의 출입문 인증 시스템을 네트워크에 등록하는 단계(S11)와, 근접 센서 및 영상 모션 감지를 통하여 접근자의 접근을 센싱하면 자기 자신(출입문 인증 시스템)의 유휴 상태 정보를 타 출입문 인증 시스템과 서로 교환하는 단계(S12)와, 카메라부의 촬영을 통한 얼굴 인증 시도가 발생한 경우, 해당 출입문 인증 시스템이 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 많은 시간이 소요되는 부분을 유휴 상태인 출입문 인증 시스템에 병렬 처리를 요청하여 공유 자원을 선점하는 단계(S13)와, 해당 출입문 인증 시스템이 공유 자원을 통한 병렬 처리 결과를 수신하고 취합하여 얼굴 인증 정보를 생성하는 단계(S14)와, 해당 출입문 인증 시스템이 생성된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 일치 여부를 판단하는 단계(S15) 및 일치하는 경우 출입문을 개방하여 출입 시도자의 출입을 허용하는 단계(S16)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기 S11 단계는 네트워크 검색을 통하여 자동으로 등록하거나 IP(internet Protocol), MAC(Media Acess Control) 주소 입력을 통하여 수동으로 등록할 수 있는 것이다. 또한, 네트워크에 등록할 때는 실시간성을 보장하기 위하여 네트워크의 대역폭(Bandwith)과 TTL(Time to Live)을 계산하여 반응 시간을 계산하고 반응 시간의 범위는 단독으로 알고리즘을 수행하는 계산 시간보다 병렬로 계산하는 경우가 효과적인 경우에 해당하는 반응 시간에 한하여 병렬 처리를 적용하도록 하는 것으로 공유 자원 사용 시 이에 해당하는 유휴 자원을 사용하기 위한 것이다. 또한, 상기 S12 단계는 유휴 상태 검사와 실시간 병렬 처리를 위하여 등록된 출입문 인증 시스템(공유 기기) 들과 네트워크 세션을 유지하도록 하는 것으로 이는 모든 출입문 인증 시스템이 동시에 사용자 인증을 진행하지 않기 때문에 유휴 상태 정보 교환을 통하여 유휴 상태의 출입문 인증 시스템의 유휴 자원(CPU, GPU)을 활용할 수 있게 제공하는 것이다. 또한, 상기 S13 단계에서 알고리즘 처리에 많은 시간이 소요되는 부분은 예를 들어, 영상의 matrix multiplication에서 내부 multithread 처리 부분일 수 있는 것이다. 또한, 상기 반응 시간 산정을 예를 들어 설명하면, 자원 공유 기기들(A기기, B기기)간 통신 연결을 완료하고, A기기에서 B기기로 1Kbytes ~ 1000Kbytes까지 연속 데이터 송신 및 수신하고 A기기에서 B기기로부터 패킷별 동일한 시간으로 응답이 오는지 확인하여 대역폭와 반응 시간(응답시간)을 결정하는 것이다.
도 3은 본 발명 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템은 출입문에 접근자가 접근하는 경우 센싱하고 센싱된 정보를 출입자 인증 시스템으로 전송하는 다수의 근접 센서 및 영상 모션 센서(10)와, 출입자를 촬영하고 출입문 인증 시스템으로 영상 정보를 전송하는 다수의 카메라부(20)와, 근접 센서 및 영상 모션 센서로부터 출입자 근접 신호를 수신하고 네트워크에 공유로 연결된 타 출입문 인증 시스템들과 유휴 상태 정보를 교환하고 유휴 공유 기기(유휴 출입문 인증 시스템)에 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 시간이 많이 소용되는 알고리즘에 대하여 병렬 처리를 요청하고 병렬 처리 결과를 수신하여 취합하여 얼굴 인증 정보를 생성하고 생성된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 인증 여부를 판단하는 출입문 인증 시스템(30)과 다수의 출입문 인증 시스템을 공유로 연결하는 네트워크(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 얼굴 인증 정보를 얼굴 특징점을 기초로 하는 얼굴 안면 인식 정보일 수 있는 것이다.
10 : 근접 센서 및 영상 모션 센서, 20 : 카메라부,
30 : 출입문 인증 시스템, 40 : 네트워크

Claims (9)

  1. 다수의 출입문 인증 시스템이 네트워크로 연결된 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선 방법에 있어서,
    상기 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증속도 개선 방법은,
    각각의 출입문 인증 시스템을 네트워크에 등록하는 단계(S11)와:
    근접 센서와 영상 모션감지 센서로부터 접근자의 센싱 정보를 수신한 출입문 인증 시스템의 유휴 상태 정보를 타 출입문 인증 시스템과 서로 교환하는 단계(S12)와;
    카메라부의 촬영을 통한 얼굴 인증 시도가 발생한 경우, 해당 출입문 인증 시스템이 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 많은 시간이 소요되는 부분을 유휴 상태인 출입문 인증 시스템에 병렬 처리를 요청하여 공유 자원을 선점하는 단계(S13)와;
    해당 출입문 인증 시스템이 공유 자원을 통한 병렬 처리 결과를 수신하고 취합하여 얼굴 인증 정보를 생성하는 단계(S14)와;
    및 해당 출입문 인증 시스템이 생성된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 일치여부를 판단하는 단계(S15);
    및 일치하는 경우, 해당 출입문 인증 시스템이 출입문을 개방하여 출입 시도자의 출입을 허용하는 단계(S16)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S11 단계는,
    네트워크 검색을 통하여 자동으로 네트워크에 등록하거나 IP 주소 또는 MAC 주소 입력을 통하여 수동으로 등록하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선 방법은,
    네트워크 등록할 때 실시간성을 보장하기 위하여 네트워크 대역폭과 TTL을 계산하여 반응 시간을 계산하고 반응 시간의 범위는 단독으로 알고리즘을 수행하는 계산 시간보다 병렬처리로 계산하는 경우가 효과적인 경우에 한하여 병렬 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속고 개선 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 S12 단계는,
    유휴 상태 검사와 실시간 병렬처리를 위하여 등록된 출입문 인증 시스템들과의 네트워크 세션을 유지하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 S13 단계에서 알고리즘 처리에 많은 시간에 소요되는 부분은,
    영상 matrix multiplication에서 내부 multithread 처리 부분인 것을 특징으로 하는 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템의 인증 속도 개선 방법.
  6. 인증 속도 개선을 위한 다수의 출입문 인증 시스템이 네트워크로 연결된 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템에 있어서,
    상기 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템은,
    출입문에 접근자가 접근하는 경우 센싱하고 센싱된 정보를 출입자 인증 시스템으로 전송하는 다수의 근접 센서 및 영상 모션 감지 센서(10)와;
    출입자를 촬영하고 출입문 인증 시스템으로 영상 정보를 전송하는 것으로 각 출입문 인증 시스템 부근에 설치되는 각각의 카메라부(20)와;
    및 근접 센서 및 영상 모션 감지 센서로부터 출입자 근접 신호를 수신하고 네트워크에 공유로 연결된 타 출입문 인증 시스템들과 유휴 상태 정보를 교환하며 유휴 공유 기기에 얼굴 인증에서 알고리즘 처리에 시간이 많이 소용되는 알고리즘에 대하여 병렬 처리를 요청하고 병렬 처리 결과를 수신하여 취합하여 얼굴 인증 정보를 생성하고, 생성된 얼굴 인증 정보와 기저장된 얼굴 인증 정보를 비교하여 인증 여부를 판단하는 출입문 인증 시스템(30);
    및 다수의 출입문 인증 시스템을 공유로 연결하는 네트워크(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템은,
    유휴 상태 검사와 실시간 병렬처리를 위하여 출입자가 출입을 시도하는 해당 출입문 인증 시스템이 등록된 타 출입문 인증 시스템들과의 네트워크 세션을 유지하는 것을 특징으로 하는 인증 속도를 개선하기 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템
  8. 제6항에 있어서,
    상기 출입문 인증 시스템에서의 병렬 처리 요청은,
    영상의 matrix multiplication에서 내부 multithread 부분일 수 있는 것을 특징으로 하는 인증 속도를 개선하기 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 인증 속도를 개선하기 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템은,
    해당 출입문 인증 시스템이 단독으로 알고리즘을 수행하는 시간보다 병렬 처리로 수행하는 시간이 적은 경우에 한하여 유휴 출입문 인증 시스템의 공유 자원을 활용하는 것을 특징으로 하는 인증 속도 개선을 위한 얼굴 인증 정보를 이용한 출입문 인증 시스템






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