조명분리 고유얼굴에 기반한 조명에 강인한 얼굴 인식

설태인(Tae-In Seol),정선태(Sun-Tae Chung),조성원(Seong-Won Cho) 한국콘텐츠학회 2009 한국콘텐츠학회논문지 Vol.9 No.2

얼굴 인식 방법 중 인기 있는 고유얼굴 기반 얼굴 인식 방법은 훈련 얼굴 이미지 세트에 대해 PCA를 적용하여 얻어진 고유얼굴을 이용한다. 따라서 훈련 얼굴 이미지들의 조명들과 다른 조명의 환경들에서는 신뢰성 있는 성능을 얻기 어렵다. 본 논문에서는 조명의 영향을 배제한 조명분리 고유얼굴 기반 얼굴 인식방법을 제안한다. 제안된 방법은 얼굴 모델 이미지 세트의 고유얼굴 공간을 구성된 얼굴 조명 부분공간에 대해 직교 분해하여 얻은 조명분리 고유얼굴들을 이용한다. 실험을 통해서 조명분리 고유얼굴에 기반하는 제안된 얼굴 인식 방법이 기존 고유얼굴 기반 얼굴 인식 방법보다 조명의 영향에 보다 강인함을 확인하였다. The popular eigenfaces-based face recognition among proposed face recognition methods utilizes the eigenfaces obtained from applying PCA to a training face image set. Thus, it may not achieve a reliable performance under illumination environments different from that of training face images. In this paper, we propose an illumination-separate eigenfaces-based face recognition method, which excludes the effects of illumination as much as possible. The proposed method utilizes the illumination-separate eigenfaces which is obtained by orthogonal decomposition of the eigenface space of face model image set with respect to the constructed face illumination subspace. Through experiments, it is shown that the proposed face recognition method based on the illumination-separate eigenfaces performs more robustly under various illumination environments than the conventional eigenfaces-based face recognition method.

고유알고리즘을 통한 얼굴 인식의 복구 연구

백란 한국차세대컴퓨팅학회 2009 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.5 No.4

본 연구는 얼굴인식의 복구 처리과정 중 본 연구자의 개발된 고유 해결 일반 알고리즘을 얼굴인식의 고유얼굴 생성 을 위해 적용하였다. 얼굴 복구의 결과를 통한 본 알고리즘의 신뢰성과 오차의 한계들을 살펴볼 수 있었으며 주어 진 얼굴 인식 문제에서도 본 알고리즘을 통해 병렬처리가 가능함을 제시하고 있다. 본 연구는 얼굴이미지를 다양한 동작과 형태로 25개의 실험 데이터를 적용했으며, 실제 얼굴 이미지와 복원된 얼굴 이미지 비교 과정도 아울러 소 개하고 있다. 특히 얼굴인식의 주성분알고리즘에서 요구하는 최고값의 고유 값들을 순차적으로 생성하는 과정을 본 연구자의 고유문제해결의 알고리즘을 통해 병렬적 방법으로 최고값들의 고유치들을 생성할 수 있는 강점을 제시하 고 있다.

라즈베리파이를 이용한 얼굴검출 및 인식 시스템 개발

김강철(Kang Chul Kim),Hai tong Wei 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.5

사물인터넷이 4차 산업혁명을 주도할 새로운 기술로 각광받고 있으며, 이미 많은 기술과 제품들이 발표되어 인간의 삶의 질을 높이는 데 많은 기여를 하고 있다. 본 논문에서는 건물의 엘리베이터 등에서 얼굴 검출 및 얼굴 인식에 사용할 수 있는 시스템을 개발한다. 얼굴 검출 시스템은 하르 직렬 분류기를 사용하며, 얼굴 인식 시스템에는 수행 시간을 줄이기 위하여 본 논문에서 파이썬 언어로 구현된 주성분 분석(PCA)이 얼굴 인식을 위한 고유 얼굴(eigenface) 계산에 사용된다. 데이터베이스에 저장된 얼굴과 얼굴 검출 시스템의 결과로부터 얼굴을 인식하기 위하여 SVM 또는 유크리디안 측정이 사용된다. 제안된 시스템은 OpenCV를 사용하여 라즈베리파이 3에 구현된다. 본 논문에서 구현된 주성분 프로그램의 성능을 구하기 위하여 기존의 주성분 프로그램과 비교하여 얼굴 인식율과 수행시간을 비교하였다. 성능 평가를 위하여 ORL 얼굴 데이터베이스에서 40명의 얼굴에 대하여 각각 10 개의 이미지를 이용하여 학습에 200, 테스트에 200개의 이미지를 사용하였다. 본 논문에서 제안된 PCA와 유클리디안 측정을 이용한 경우 약 93%, SVM의 경우 약 96% 이상의 얼굴 인식률을 얻었다. 그러나 수행시간은 본 논문에서 구현된 PCA를 사용할 경우 약 0.11초, 기존 PCA의 경우 약 1.1초로 약 1/10로 수행 시간을 줄일 수 있었다. 그러므로 본 논문에서 개발된 시스템은 실시간 결과가 필요한 보안 시스템, 엘리베이터 모니터링 시스템 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. IoT is a new emerging technology to lead the 4th industry renovation and has been widely used in industry and home to increase the quality of human being. In this paper, IoT based face detection and recognition system for a smart elevator is developed. Haar cascade classifier is used in a face detection system and a proposed PCA algorithm written in Python in the face recognition system is implemented to reduce the execution time and calculates the eigenfaces. SVM or Euclidean metric is used to recognize the faces detected in the face detection system. The proposed system runs on RaspberryPi 3. 200 sample images in ORL face database are used for training and 200 samples for testing. The simulation results show that the recognition rate is over 93% for PP+EU and over 96% for PP+SVM. The execution times of the proposed PCA and the conventional PCA are 0.11sec and 1.1sec respectively, so the proposed PCA is much faster than the conventional one. The proposed system can be suitable for an elevator monitoring system, real time home security system, etc.

PCA와 퍼지 가중치 평균 기법을 이용한 얼굴 인식

우영운(Young-Woon Woo),김형수(Hyung-Soo Kim),박재민(Jae-Min Park),조재현(Jae-Hyun Cho) 한국컴퓨터정보학회 2011 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.19 No.1

일반적으로 영상에서 얼굴 영상을 검출하고 인식하는 알고리즘은 패턴 인식 연구에 있어서 인간과 컴퓨터의 상호작용의 연구라는 면에서 아주 중요한 문제로 연구되어 왔다. 본 논문에서는 고유얼굴을 이용하여 유클리디언 거리법과 퍼지기법의 인식률을 비교해보고자 한다. PCA(Principal Component Analysis) 방식은 우수한 인식 결과를 보장하는 얼굴인식 기법중의 하나이며, 얼굴 영상을 이용하여 공분산 행렬을 계산하고, 공분산 행렬을 통해 생성된 저차원의 벡터, 즉 고유얼굴(Eigenface)을 이용하여 가중치를 계산하고, 이 가중치를 기준으로 인식을 수행하는 기법이다. 이를 기반으로 하여, 본 논문에서는 전처리 과정, 고유얼굴 과정, 유클리디언 거리법 및 퍼지 소속도 함수 설계 과정, 신경망 학습과정, 인식과정으로 구성된 5단계의 얼굴 인식 알고리즘을 제안한다.

Facial Features and Motion Recovery using multi-modal information and Paraperspective Camera Model

김상훈,Kim, Sang-Hoon Korea Information Processing Society 2002 정보처리학회논문지B Vol.9 No.5

Robust extraction of 3D facial features and global motion information from 2D image sequence for the MPEG-4 SNHC face model encoding is described. The facial regions are detected from image sequence using multi-modal fusion technique that combines range, color and motion information. 23 facial features among the MPEG-4 FDP (Face Definition Parameters) are extracted automatically inside the facial region using color transform (GSCD, BWCD) and morphological processing. The extracted facial features are used to recover the 3D shape and global motion of the object using paraperspective camera model and SVD (Singular Value Decomposition) factorization method. A 3D synthetic object is designed and tested to show the performance of proposed algorithm. The recovered 3D motion information is transformed into global motion parameters of FAP (Face Animation Parameters) of the MPEG-4 to synchronize a generic face model with a real face. 본 논문은 MPEG4 SNHC의 얼굴 모델 인코딩을 구현하기 위하여 연속된 2차원 영상으로부터 얼굴영역을 검출하고, 얼굴의 특징데이터들을 추출한 후, 얼굴의 3차원 모양 및 움직임 정보를 복원하는 알고리즘과 결과를 제시한다. 얼굴 영역 검출을 위해서 영상의 거리, 피부색상, 움직임 색상정보등을 융합시킨 멀티모달합성의 방법이 사용되었다. 결정된 얼굴영역에서는 MPEG4의 FDP(Face Definition Parameter) 에서 제시된 특징점 위치중 23개의 주요 얼굴 특징점을 추출하며 추출성능을 향상시키기 위하여 GSCD(Generalized Skin Color Distribution), BWCD(Black and White Color Distribution)등의 움직임색상 변환기법과 형태연산 방법이 제시되었다. 추출된 2차원 얼팔 특징점들로부터 얼굴의 3차원 모양, 움직임 정보를 복원하기 위하여 준원근 카메라 모델을 적용하여 SVD(Singular Value Decomposition)에 의한 인수분해연산을 수행하였다. 본 논문에서 제시된 방법들의 성능을 객관적으로 평가하기 위하여 크기와 위치가 알려진 3차원 물체에 대해 실험을 행하였으며, 복원된 얼굴의 움직임 정보는 MPEG4 FAP(Face Animation Parameter)로 변환된 후, 인터넷상에서 확인이 가능한 가상얼굴모델에 인코딩되어 실제 얼굴파 일치하는 모습을 확인하였다.

고유영상 투영거리를 이용한 얼굴영상 검색

임길택(Kil-Taek Lim) 한국산업정보학회 2009 한국산업정보학회논문지 Vol.14 No.5

본 논문에서는 PCA(principal component analysis)기반의 특징을 이용한 효율적인 얼굴검색 방법을 제안한다. coarse-to-fine 전략을 사용하여 저차원 고유얼굴 공간에서 검색 결과들을 1차 정렬한 후 상위 후보들을 확장된 차원의 고유얼굴 공간에서 재정렬하는 방식으로 검색 순위를 재조정한다. 질의 영상과 클래스간의 유사도의 측정을 위해 PD(projection distance), MQDF(modified quadratic distance function), MED(minimum Euclidean distance)를 사용한다. 실험 결과 32×32 크기의 질의 영상에 PD를 활용하여 점진적으로 검색 결과를 조정하는 제안하는 방법이 얼굴검색에 효율적임을 알 수 있었다. In this paper, we propose an efficient method of face retrieval by using PCA(principal component analysis) based features. The coarse-to-fine strategy is adopted to sort the retrieval results in the lower dimensional eigenface space and to rearrange candidates at high ranks in higher dimensional eigenface space. To evaluate similarity between a query face image and class reference image, we utilize the PD(projection distance), MQDF(modified quadratic distance function) and MED(minimum Euclidean distance). The experimental results show that the proposed method which rearrange the retrieval results incrementally by using projection distance is efficient for face image retrieval.

비즈니스상의 시각차원에서 호감얼굴을 갖기 위한 얼굴 정보추출 및 인식에 관한 연구

윤석규(Suk-Gyu Yoon) 국제e-비즈니스학회 2012 e-비즈니스 연구 Vol.13 No.2

얼굴 검출과 인식 및 모션추적에 의한 증강현실 구현

이희만(Hee-Man Lee) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.1

내추럴 유저 인터페이스 기술(NUI)의 발달은 게임이나 컴퓨터 사용 및 기타 전자기기 사용법에 일대 변화를 가져오고 있다. 본 논문에서는 스마트 폰 사용자의 얼굴을 식별하고 또한 얼굴 움직임 동작을 감지하여 증강현실을 구현한다. 모바일 기기의 전면 카메라를 이용하여 얼굴의 위치를 Viola-Jones방법을 사용하여 검색하고 검색한 얼굴의 식별 및 움직임 검출을 Eigenface 알고리즘을 사용하며, 식별된 사람에 대응되는 그래픽스 오브젝트를 GPS나 가속도 센서 등의 정보와 후면 카메라의 영상과 함께 합성하는 증강현실 시스템을 구현한다. 증강현실 시스템은 모바일 기기의 성능에 적합한 알고리즘 및 방법으로 구현하여야 한다. Natural User Interface(NUI) technologies introduce new trends in using devices such as computer and any other electronic devices. In this paper, an augmented reality on a mobile device is implemented by using face detection, recognition and motion tracking. The face detection is obtained by using Viola-Jones algorithm from the images of the front camera. The Eigenface algorithm is employed for face recognition and face motion tracking. The augmented reality is implemented by overlapping the rear camera image and GPS, accelerator sensors' data with the 3D graphic object which is correspond with the recognized face. The algorithms and methods are limited by the mobile device specification such as processing ability and main memory capacity.

SOM 과 PRL 을 이용한 고유얼굴 기반의 머리동작 인식방법

이우진(Woo Jin Lee),구자영(Ja Young Koo) 한국정보처리학회 2000 정보처리학회논문지 Vol.7 No.3

In this paper a new method for head gesture recognition is proposed. At the first stage, face image data are transformed into low dimensional vectors by principal component analysis(PCA), which utilizes the high correlation between face pose images. Then a self organization map(SOM) is trained by the transformed face vectors, in such a that the nodes at similar locations respond to similar poses. A sequence of poses which comprises each model gesture goes through PCA and SOM, and the result is stored in the database. At the recognition stage any sequence of frames goes through the PCA and SOM, and the result is compared with the model gesture stored in the database. To improve robustness of classification, probabilistic relaxation labeling(PRL)is used, which utilizes the contextual information imbedded in the adjacent poses.