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조명 환경에 강인한 얼굴인식 성능향상을 위한 Bilateral 필터 기반 조명 정규화 방법에 관한 연구
이상섭(Sangseop Lee),이수영(Suyoung Lee),김중규(Joong Kyu Kim) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.47 No.4
조명 환경에 의해 발생하는 강한 그림자 영역은 반사 영상을 이용하는 얼굴인식시스템의 성능을 저하시키는 주요인으로써, 인식률을 향상시키기 위해서는 강한 그림자 영역과 얼굴의 특징 영역을 구분해 낼 필요가 있다. 한편 Bilateral 필터는 영상 화소 값의 비선형적인 조합을 사용하여 경계영역을 보존하면서도, 전체 영상을 평활화할 수 있는 특성을 갖는다. 따라서 Bilateral 필터의 특성은 레티넥스 기반 조명 정규화 방법에서의 조명을 추정하는 과정에 사용되는 평활화 필터에 적합하다. 이에 본 논문에서는 강한 그림자 영역을 효과적으로 제거하기 위한 Bilateral 필터 기반의 새로운 조명 정규화 방법을 제안한다. Bilateral 필터의 계수는 화소 간 근접성(proximity)과 불연속성(discontinuity)의 곱으로 설계하여, 추정된 조명 영상에서 강한 그림자 영역이 비교적 정확하게 보존되도록 한다. 제안된 방법의 성능은 PCA(Principle Component Analysis)를 이용하여 인식률을 측정하고, 두 가지 데이터베이스에 대해 기존의 조명 정규화 방법들과 비교하여 평가하였다. Cast shadow caused by an illumination condition can produce troublesome effects for face recognition system using reflectance image. Consequently, we need to separate cast shadow area from feature area for improvement of recognition accuracy. A Bilateral filter smooths image while preserving edges, by means of a nonlinear combination of nearby pixel values. Processing such characteristics, this method is suited to our purpose in illumination estimation process based on Retinex. Therefore, in this paper, we propose a new illumination normalization method based on the Bilateral filter in face images. The proposed method produces a reflectance image that is preserved relatively exact cast shadow area, because coefficient of filter is designed to multiply proximity and discontinuity of pixels in input image. Performance of our method is measured by a recognition accuracy of principle component analysis(PCA) and evaluated to compare with other conventional illumination normalization methods.
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T-DMB 환경에서의 DIBR 기반의 3 차원 서비스를 위한 효율적인 파라미터 설정
이상섭 ( Sangseop Lee ),오영진 ( Youngjin Oh ),이수영 ( Suyoung Lee ),정철곤 ( Cheolkon Jung ),김중규 ( Joongkyu Kim ),이광순 ( Gwangsoon Lee ),허남호 ( Namho Hur ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1
깊이 영상 기반 렌더링(DIBR) 방법은 제한된 대역폭을 가진 지상파 DMB(T-DMB)환경에서의 3차원 서비스를 위한 방법으로 연구되고 있다. T-DMB 환경에서의 DIBR 기반의 3 차원 서비스는 기준 영상과 깊이 영상을 전송 받아 가상의 좌/우 시점 영상을 생성한다. 가상의 좌/우 시점 영상을 생성하기 위해서는 콘텐츠와 디스플레이 환경에 따른 파라미터 값이 주어져야 한다. 하지만 많은 연구에서 표준화된 파라미터 값을 제시하지 않음으로써 렌더링의 기준이 모호해지고, 임의로 정해진 파라미터 값에 의해 DIBR 결과가 크게 달라진다. 또한 콘텐츠에 따른 파라미터 값을 임의로 설정하게 되면 추가적인 정보를 전송해야 하는 문제점이 발생한다. 이에 본 논문에서는 다양한 콘텐츠에 적용 가능하면서도 T-DMB 환경에 적합하도록 계산량을 줄일 수 있는 표준화된 파라미터 설정 방법을 제안하고자 한다.
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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.
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