자연 영상에서 얼굴영역 검출 알고리즘

이주신,Lee, Joo-shin 한국정보전자통신기술학회 2014 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.7 No.1

본 논문에서는 자연 영상에서 피부색 색상과 채도를 기초로 얼굴영역을 추출하고 얼굴의 특징요소를 추출하는 방법을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 조명보정과 얼굴 검출 과정으로 구성되었다. 조명 보정 과정에서는 조명변화에 대한 보정기능을 수행한다. 얼굴 검출 과정은 20개의 피부색 표본 영상에서 색상과 채도를 특징벡터로 사용, 입력영상과의 유클리디안 거리를 구하여 피부색 영역을 추출하였다. 추출된 얼굴 후보영역을 CMY칼라 모델에서 C요소로 눈을 검출하였고, YIQ 칼라 공간에서 Q요소로 입을 검출하였다. 추출된 얼굴 후보영역에서 일반적인 얼굴에 대한 지식을 기반으로 얼굴 영역을 검출하였다. 입력받은 10장의 자연 영상으로 실험한 결과 100%의 얼굴 검출율을 보였다. In this paper, we proposed a method for face region extraction by skin-color hue, saturation and facial feature extraction in natural images. The proposed algorithm is composed of lighting correction and face detection process. In the lighting correction step, performing correction function for a lighting change. The face detection process extracts the area of skin color by calculating Euclidian distances to the input images using as characteristic vectors color and chroma in 20 skin color sample images. Eye detection using C element in the CMY color model and mouth detection using Q element in the YIQ color model for extracted candidate areas. Face area detected based on human face knowledge for extracted candidate areas. When an experiment was conducted with 10 natural images of face as input images, the method showed a face detection rate of 100%.

로봇의 시각시스템을 위한 칼라영상에서 퍼지추론을 이용한 얼굴인식

이주신,Lee, Joo-shin 한국정보전자통신기술학회 2014 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.7 No.2

본 논문에서는 로봇의 시각시스템에 효과적으로 적용할 수 있는 얼굴인식 방법을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 얼굴영상의 색상추출과 특징점을 이용하여 인식한다. 색상추출은 피부색, 눈동자색, 입술색의 차를 이용하였으며, 특징정보는 눈, 코, 입에서 추출된 특징점 사이의 거리, 거리 비율, 각도, 면적의 차를 특징 파라미터로 이용하였다. 특징 파라미터를 퍼지화 데이터로 멤버십 함수를 생성한 후, 유사도를 평가하여 얼굴을 인식하였다. 입력받은 정면 칼라 영상으로 실험한 결과 96%의 인식율을 나타내었다. This paper proposed the face recognition method which can be effectively applied to the robot's vision system. The proposed algorithm is recognition using hue extraction and feature point. hue extraction was using difference of skin color, pupil color, lips color. Features information were extraction from eye, nose and mouth using feature parameters of the difference between the feature point, distance ratio, angle, area. Feature parameters fuzzified data with the data generated by membership function, then evaluate the degree of similarity was the face recognition. The result of experiment are conducted with frontal color images of face as input images the received recognition rate of 96%.

효율적 영상 워터마킹을 위한 HSI 채널 분석

이주신(Lee, Joo-Shin) 한국정보전자통신기술학회 2013 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.6 No.3

멀티미디어 데이터의 저작권 주장을 위한 방법으로 사용되고 디지털 워터마킹 중에서 영상에 대한 워터마킹 기법이 많이 연구되어지고 있지만, 칼라영상에서의 워터마킹 연구가 미비하다. 본 논문에서는 효율적 영상 워터마킹을 위해서 칼라모델 중에서 HSI 채널에서의 워터마킹 적용을 분석하였다. 실험 결과, 가중치에 따른 비가시성을 확인할 수 있었고, 추출된 워터마크의 상관도에서 만족할 만한 결과를 확인할 수 있었다. Image watermarking schemes are researched in the field of digital watermarking for multimedia data copyright protection, but color image watermarking scheme is a little bit insufficient. In this paper, we analyzed HSI channel analysis in color models for effective image watermarking. Simulation results are satisfied with invisibility and correlation from the extracted watermark.

항공 응용 분야 : HIS 칼라모델에서 색상 변환을 이용한 자동차 추적 알고리즘

이주신 ( Joo Shin Lee ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.1

본 논문에서는 HIS 칼라모델에서 색상변환을 이용한 자동차 추적 알고리즘을 제안 하였다. 제안된 알고리즘은 도로위에 두 개의 수평가상 데이터 샘플라인을 설치해 놓는다. 차영상은 프레임과 프레임 사이에서 검출하였다. 검출된 자동차의 차영상에서 색상 분포를 이용해서 자동차 동일성 판별과 차선 변경을 검출하였다. 제안된 알고리즘의 효능성을 검토하기 위하여 도로에 주행하는 자동차를 대상으로 두 가상 샘플라인을 통과하는 자동차의 동일성 판별과 차선 변경을 검출하고, 자동차의 속도 측정기와 제안된 방법을 비교한 결과 0.4% 이내임을 보였다. In this paper, vehicle tracking algorithm using hue transformation in HIS color model is proposed. the proposed algorithm is installed on the road of the two horizontal virtual data sampling lines. The difference images are detected between the frame and the frame, respectively and also detected in the vehicle by using the hue color distribution to determine identity and lane changes. To examine the effectiveness of proposed algorithm, identification and velocity measurement for driving vehicle are evaluated. this evaluated results is shown by hue data of vehicle passing of two virtual data sample lines, and the velocity measurement for driving vehicle is less than 0.4% comparing with existing vehicle speed meter system.

인간시각시스템을 고려한 칼라 영상 워터마킹

이주신(Lee, Joo-Shin) 한국정보전자통신기술학회 2013 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.6 No.2

본 논문에서는 인간시각시스템을 고려한 칼라 영상 워터마킹을 제안하였다. 일반적으로 색상과 채도의 변화보다는 휘도의 변화에 더 민감한 인간의 시각의 특성을 고려하여 RGB 좌표계의 칼라 영상을 HSI 좌표계로 변환하여 워터마크를 삽입하였다. 워터마크 삽입은 원영상과 워터마크를 이산 코사인 변환하여 계수들을 합함으로써 원영상에 워터마크를 삽입하였다. 워터마크 추출은 워터마크가 삽입된 영상을 역 이산 코사인 변환하여 워터마크를 추출하였다. 실험을 위해서 원영상은 표준영상을 사용하고, 워터마크는 지문 영상을 사용하여 실험한 결과, 비가시성과 강인성을 만족하였다. In this paper, we proposed color image watermarking using human visual system. A watermark is embedded by transforming a color image of RGB coordinate into a color image of HSI coordinate with considering that chromatic components are less sensitive than achromatic components. Watermark is embedded in the frequency domain of the chromatic channels by using discrete cosine transform. Watermark is extracted from watermarked image by using inverse discrete cosine transform. To verify the proposed method, a standard image and a fingerprint image are used for the original image and the watermark image, respectively. Simulation results are satisfied with invisibility and robustness from attacks as image compression.

TV컬러 배경영상에서 얼굴영역 검출 알고리즘

이주신 ( Joo Shin Lee ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.4

본 논문에서는 텔레비전 칼라영상에서 사람의 피부색을 기반으로 얼굴영역을 검출하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 피부색을 샘플링하여 기준영상으로 놓고, 텔레비전 영상의 화소와 기준영상의 화소 사이의 유클리디안(Euclidean) 거리를 이용하여 얼굴후보 영역결정을 하였다. 얼굴 후보영역에서 눈 검출은 RGB 칼라를 CMY칼라 모델로 변환 하여 Y와 C 사이의 색차성분에 대한 평균값과 표준 편차를 이용하여 검출 하였다. 입술 영역은 RGB 칼라모델에서 YIQ 칼라 공간으로 변환 하여 Q 요소로 입술 영상을 검출 하였다. 얼굴영역 검출은 눈 영상과 입술 영상을 논리연산 하여 지식 기반으로 결정 하였다. 제안된 방법의 타당성을 입증하기 위하여 텔레비전 칼라영상에서 입력받은 정면 칼라 영상으로 실험한 결과, 얼굴영역 검출이 얼굴의 위치와 크기에 관계없이 검출됨을 보였다. In this paper, detection algorithm of face region based on skin color of in the TV images is proposed. In the first, reference image is set to the sampled skin color, and then the extracted of face region is candidated using the Euclidean distance between the pixels of TV image. The eye image is detected by using the mean value and standard deviation of the component forming color difference between Y and C through the conversion of RGB color into CMY color model. Detecting the lips image is calculated by utilizing Q component through the conversion of RGB color model into YIQ color space. The detection of the face region is extracted using basis of knowledge by doing logical calculation of the eye image and lips image. To testify the proposed method, some experiments are performed using front color image down loaded from TV color image. Experimental results showed that face region can be detected in both case of the irrespective location & size of the human face.

중첩된 윤곽선 영상의 화소색상 변화를 이용한 이동물체 검출

이주신(Joo-Shin Lee) 한국정보기술학회 2012 한국정보기술학회논문지 Vol.10 No.10

In this paper, moving object tracking algorithm using overwrited edge image is proposed. The proposed algorithm can detect moving objects in consecutive frames, and also track based on unique color of overwrited edge image. Overwrited edge image is created from an accumulated edge image by applying weight to edge of sampled images in sequential images. In the process of moving object tracking, identity decision with the 7-overwrited edge image is made using feature parameters that define the color of moving object. The movement of driving cars on the highway is used to examine the effectiveness of the proposed algorithm. In the experimental results, the color distribution of moving objects is analyzed by splitting the movement from the background, and the proposed algorithm was able to detect the multi-moving objects.

무인 감시 시스템을 위한 이동물체 검출 알고리즘

임강모,이주신,Lim Kang-mo,Lee Joo-shin 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.1C

In this paper, a improved moving object detection algorithm for stable performance of surveillance system in case of iterative moving in limited area and rapidly illuminance change in background scene is proposed. The proposed algorithm is that background scenes are sampled for initializing background image then the sampled fames are divided by block and sum of graylevel value for each block pixel was calculated, respectively. The initialization of background image is that background frame is respectively reconstructed with selecting only the maximum graylevel value and the minimum graylevel value of blocks located at same position between adjacent frames, then reference images of background are set by the reconstructed background images. Moving object detecting is that the current image frame is divided by block then sum of graylevel value for each block pixel is calculated. If the calculated value is out of graylevel range of the initialized two reference images, it is decided with moving objects block, otherwise it is decided background. The evaluated results is that the error rate of the proposed method is less than the error rate of the existing methods from $0.01{\%}$ to $20.33{\%}$ and the detection rate of the proposed method is better than the existing methods from $0.17{\%}\;to\;22.83{\%}$. 본 논문에서는 무인 감시 시스템의 안정적인 성능을 위해서 배경 장면에서 일정 영역 내에서 반복적인 움직임이 발생하는 경우와 급격한 조도 변화가 발생한 경우에 이동물체 검출 성능을 개선하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 배경 영상을 초기화하기 위하여 배경 장면을 프레임 샘플링한 후, 샘플링 된 프레임들을 블록으로 각각 분할하여 각 블록 화소의 총 휘도 값을 계산하였다. 배경 영상의 초기화는 시간적으로 인접된 프레임들 사이에 동일 위치에 놓인 블록의 최대 휘도 값과 최소 휘도 값만을 선택하여 배경 프레임을 각각 재구성 하여 배경 기준 영상으로 놓았다. 이동물체 검출은 현재 영상 프레임을 블록으로 분할하여 각 블록 내의 화소들의 총 휘도 값을 계산하고, 계산된 값이 초기화 된 두 장의 기준 영상의 휘도 범위를 벗어나면 이동물체가 존재하는 블록으로 결정하고, 벗어나지 않으면 배경으로 판단하였다. 제안한 알고리즘의 타당성을 검토하기 위하여 실내 및 실외 환경에서 사람과 자동차를 대상으로 알고리즘의 성능을 평가한 결과, 제안한 방법의 에러율이 기존 방법들의 에러율보다 $0.01{\%}$에서 $20.33{\%}$까지 작아졌고 이동물체 검출율은 제안한 방법이 기존 방법보다 $0.17{\%}$에서 $22.83{\%}$까지 향상되어 제안한 방법의 우수함을 보였다.

다중 비디오카메라에서 색 정보를 이용한 특정 이동물체 추적 알고리듬

신창훈,이주신,Shin, Chang-Hoon,Lee, Joo-Shin 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지B Vol.11 No.3

In this paper, the interesting moving objects tracking algorithm using color information on Multi-Video camera is proposed Moving objects are detected by using difference image method and integral projection method to background image and objects image only with hue area, after converting RGB color coordination of image which is input from multi-video camera into HSI color coordination. Hue information of the detected moving area are normalized by 24 steps from 0$^{\circ}$ to 360$^{\circ}$ It is used for the feature parameters of the moving objects that three normalization levels with the highest distribution and distance among three normalization levels after obtaining a hue distribution chart of the normalized moving objects. Moving objects identity among four cameras is distinguished with distribution of three normalization levels and distance among three normalization levels, and then the moving objects are tracked and surveilled. To examine propriety of the proposed method, four cameras are set up indoor difference places, humans are targeted for moving objects. As surveillance results of the interesting human, hue distribution chart variation of the detected Interesting human at each camera in under 10%, and it is confirmed that the interesting human is tracked and surveilled by using feature parameters at four cameras, automatically. 본 논문은 다중 비디오카메라에서 색 정보를 이용한 특정 이동물체 추적 이동물체 추적 알고리듬을 제안한다. 제안된 방법은 다중 비디오카메라로부터 입력되는 영상의 RGB 칼라 좌표계를 HSI 칼라 좌표계로 변환한 후, 영상의 색조 영역만을 가지고 배경영상과 물체가 존재하는 영상에서 차영상 기법과 가산투영 기법을 사용하여 이동물체를 검출한다. 검출된 이동물체 영역의 색조는 0도부터 360도 사이에서 24단계로 정규화 된다. 정규화된 이동물체의 색조 분포도를 구한 후, 가장 높은 분포를 갖는 3개의 정규화 레벨과 3개의 정규화 레벨 사이의 간격을 이동물체의 특징파라미터로 사용하였다. 각 카메라간의 이동물체 동일성 관별은 이동물체 특징파라미터를 가지고 판별하고, 추적 감시하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 실내에 각기 다른 장소에 4대의 카메라를 각각 설치하여 이동물체의 대상을 사람으로 놓고, 특정사람을 감시한 결과 각 카메라에서 검출된 특정사람의 색조분포도 변화는 10%내를 유지함을 보였고, 특징 파라미터로 4대의 카메라에서 특정사람이 자동 추적감시 됨을 확인하였다.

저작권 보호를 위한 새로운 DM/SS 이미지 워터마킹 기법

박영,이주신,Park, Young,Lee, Joo-Shin 한국통신학회 2001 韓國通信學會論文誌 Vol.26 No.10

본 논문에서는 이미지 데이터의 저작권 보호를 위해 영상변형, JPEG 손실 압축 및 임펄스 잡음에 효과적인 새로운 DM/SS (Direct Matrix/Spread Spectrum) 이미지 워터마킹 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 워터마크 영상을 저작권자의 개인 ID (IDentification)로 확산시킨 다음, 원 영상에 삽입하고 역확산시켜 복원하는 방법이다. 원터마크 영상은 2진 영상을 사용하고, 워터마크 시스템에서 요구되는 비가시성과 외부 공격에 대한 워터마크의 강인성을 확인하기 위하여 PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)과 워터마크 영상의 복원율 (reconstructive rate)을 구한다. 실험 결과, 워터마크가 삽입된 영상의 PSNR은 93.75 dB로 화질저하가 거의 없었고, 확산 이득으로 인하여 32$\times$32 워터마크 영상이 삽입된 영상에서 우수한 워터마크 영상의 복원율을 얻는다는 것을 보인다. 영상변형 및 JPEG 손실 압축 하에서도 우수한 워터마크 복원 결과를 보였고, 임펄스 잡음이 첨가된 영상의 PSNR이 5.54 dB인 경우에도 효과적으로 워터마크 영상을 복원할 수 있다는 것을 알 수 있었다.