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지상파 DMB 단말에서의 3D 컨텐츠 최적 서비스를 위한 경계 정보 기반 실시간 얼굴 수평 위치 추적 방법에 관한 연구
강성구(Seonggoo Kang),이상섭(Sangseop Lee),이준호(Juneho Yi),김중규(Jungkyu Kim) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.48 No.6
모바일 단말과 같은 임베디드 환경은 범용 컴퓨터에 비하여 연산 성능이 현저히 낮다. 따라서 기존 얼굴 및 추적 알고리즘은 모바일 환경에서 적용하기에는 복잡도가 높아 검출 시간이 오래 걸리기 때문에 모바일 단말에서의 실시간 적용에는 적합하지 않다. 모바일 단말에서 실시간 시선 추적은 사용자와 단말 간의 양방향 멀티미디어 서비스를 가능하게 함으로써 단방향 서비스에 비해 고품질의 서비스를 제공할 수 있게 된다. 따라서 모바일 환경에 최적화된 실시간 시선 추적 기법의 개발이 필요하다. 이에 본 논문에서는 지상파 3D DMB 컨텐츠의 품질 향상을 위하여 단말에서 사용자 얼굴의 수평 위치를 실시간으로 추적할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 에지의 방향성을 이용하여 얼굴의 좌/우 경계 지점을 추정하며 컬러 에지 정보에 의하여 얼굴의 수평 위치 및 크기를 최종적으로 판단한다. 소벨 연산 과정에서의 경사도 벡터를 수직 방향으로 크기 투영한 데이터에서 얼굴의 경계 후보 지점들이 선택되며 정확한 판단을 위하여 평활화 방법 및 탐색 방법을 제안하였다. 일반적인 얼굴 검출 알고리즘은 멀티스케일의 특징 벡터를 사용하기 때문에 모바일 환경에서는 검출 시간이 오래 걸리지만 본 알고리즘은 수평 위치 검출이라는 제약 조건 하에서의 단일 스케일에서의 검출 방법이므로 기존 얼굴 검출 방법에 비하여 빠른 검출이 가능하다. An embedded mobile device mostly has lower computation power than a general purpose computer because of its relatively lower system specifications. Consequently conventional face tracking and face detection methods requiring complex algorithms for higher recognition rates are unsuitable in a mobile environment aiming for real time detection. On the other hand by applying a real-time tracking and detecting algorithm we would be able to provide a two-way interactive multimedia service between an user and a mobile device thus providing a far better quality of service in comparison to a one-way service. Therefore it is necessary to develop a real-time face and eye tracking technique optimized to a mobile environment. For this reason in this paper we proposes a method of tracking horizontal face position of a user on a T-DMB device for enhancing the quality of 3D DMB content. The proposed method uses the orientation of edges to estimate the left and right boundary of the face and by the color edge information the horizontal position and size of face is determined finally to decide the horizontal face. The sobel gradient vector is projected vertically and candidates of face boundaries are selected and we proposed a smoothing method and a peak-detection method for the precise decision. Because general face detection algorithms use multi-scale feature vectors the detection time is too long on a mobile environment. However the proposed algorithm which uses the single-scale detection method can detect the face more faster than conventional face detection methods.
김영신(Youngshin Kim),나재근(Jae Keun Na),윤성백(Sungbeak Yoon),이준호(Juneho Yi) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.45 No.6
특수 분장을 이용하여 매우 정교하게 제작된 가면을 쓴 얼굴 위변조의 경우 일반적인 밝기 영상으로는 검출이 용이하지 않다. 최근의 획기적인 특수 분장 기술 발전을 고려할 때 성공적인 얼굴 인식시스템 개발을 위해 가면을 쓴 얼굴 위변조 검출 연구는 매우 중요하다. 본 연구에서는 물질의 재질 및 표면 색상에 따른 반사율의 차이를 기반으로 가면을 착용하는 얼굴 위변조 검출 방법을 제안한다. 우선 실제 얼굴 인식 시스템의 적용 환경을 고려할 때 알비도(albedo)를 단순히 빛의 반사량, 즉, 영상에서의 그레이 값으로 간략화 할 수 있음을 보였다. 이를 기반으로 850㎚ 적외선 조명이 얼굴 피부와 가면재질의 구분에 가장 적합하고, 인종 간 다른 피부색에 대해서는 685㎚ 조명에서 뚜렷한 차이를 보임을 알 수 있었다. 이 두 파장대의 조명하에서 측정한 영상의 그레이 값으로 2D 특징 벡터를 만들어 사용하면 특징 공간 상에서의 얼굴 피부와 가면 재료의 분포는 선형적으로 분리가 가능한 분포를 갖게 되는 것을 알 수 있었다. Fisher Linear Discriminant(FLD)를 적용하여 97.8%의 가면얼굴 검출율을 얻을 수 있었다. 제안하는 방법은 기존의 상용 얼굴 인식 시스템에 매우 적은 비용과 간단한 방법으로 추가 적용하여 모든 인종에 대한 얼굴 위변조 검출이 가능하다. Masked fake face detection using ordinary visible images is a formidable task when the mask is accurately made with special makeup. Considering recent advances in special makeup technology, a reliable solution to detect masked fake faces is essential to the development of a complete face recognition system. This research proposes a method for masked fake face detection that exploits reflectance disparity due to object material and its surface color. First, we have shown that measuring of albedo can be simplified to radiance measurement when a practical face recognition system is deployed under the user-cooperative environment. This enables us to obtain albedo just by grey values in the image captured. Second, we have found that 850nm infrared light is effective to discriminate between facial skin and mask material using reflectance disparity. On the other hand, 650nm visible light is known to be suitable for distinguishing different facial skin colors between ethnic groups. We use a 2D vector consisting of radiance measurements under 850㎚ and 659㎚ illumination as a feature vector. Facial skin and mask material show linearly separable distributions in the feature space. By employing FLD, we have achieved 97.8% accuracy in fake face detection. Our method is applicable to faces of different skin colors, and can be easily implemented into commercial face recognition systems.
적외선 반사율 측정을 위한 가면 착용 위변조 얼굴 검출
김영신(Youngshin Kim),나재균(Jaekeun Na),윤성백(Seongbeak Yoon),이준호(Juneho Yi) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.10
특수 분장을 이용하여 매우 정교하게 제작된 가면을 쓴 얼굴 위변조의 경우 일반적인 밝기 영상으로는 검출이 용이하지 않다. 최근의 획기적인 특수 분장 기술 발전을 고려할 때 성공적인 얼굴 인식시스템 개발을 위해 가면을 쓴 열굴 위변조 검출 연구는 매우 중요하다. 본 연구에서는 물잘의 재질에 따른 반사율의 차이를 기반으로 가면을 착용하는 열굴 위변조를 검출하는 방법을 제안한다. 우선 알비도(albedo)에 착안하여 여러 파장대의 조명에 대해 실험하였다. 실제 얼굴 인식 시스템의 적용 환경을 고려할 때 알비도를 단순히 빛의 반사량으로 간략화 할 수 있음을 보였고, 실험결과 850㎚ 적외선 조명이 적합하다는 결론을 얻었다.
프리젠테이션 슬라이드 제어를 위한 인간 중심 휴먼 컴퓨터 인터페이스
박정우,이준호 成均館大學校 科學技術硏究所 2003 論文集 Vol.54 No.1
본 연구는 컴퓨터 비전 기술을 응용하여 프리젠테이션시에 슬라이드의 내용을 설명하기 위해 사용되는 일반 레이저 포인터로 슬라이드 쇼를 효율적으로 제어하는 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 컴퓨터 비전 기술에 기반하기 때문에 발표자가 슬라이드 쇼를 제어하기 위해 키보드나 마우스 주변에 머물거나 다른 사람의 도움을 받을 필요가 없다. 시스템의 성능 향상과 사용자 편의 증진을 위해 레이저 포인터로 포인팅 할 가상 버튼 영역을 설정하여 레이저 포인터로 포인팅 함으로써 슬라이드 쇼 제어 명령을 수행한다. 이 과정은 복잡한 캘리브레이션 과정 없이 실시간으로 처리가 가능하다. 관심 영역에 대한 컬러 획득시 복잡도를 낮추기 위해 관심 영역의 정보가 담겨진 큐를 동적으로 생성한다. 본 연구는 마이크로소프트사의 파워포인트를 기반으로 이루어졌으나, 이와 유사한 다른 프리젠테이션 소프트웨어에도 쉽게 적용이 가능하다. 이와 같은 인간 중심의 발표 시스템 하에서, 발표자는 기존의 슬라이드를 제어하기 위한 공간적인 제약에서 벗어나 편리하고 효율적으로 청중에게 내용 전달을 할 수 있다.