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(2D)<SUP>2</SUP> PCA알고리즘을 이용한 최적 RBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시뮬레이터 설계
장병희(Byoung-Hee Jang),김현기(Hyun-Ki Kim),오성권(Sung-Kwun Oh) 한국지능시스템학회 2014 한국지능시스템학회논문지 Vol.24 No.1
본 연구에서 (2D)2 PCA 알고리즘을 이용한 최적 RBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시뮬레이터을 설계한다. CCD 카메라로 야간에 이미지를 취득할 경우 조도가 낮기 때문에 인식을 수행하기 어려운 수준의 이미지가 취득되는 문제점이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 나이트 비전 카메라를 이용하여 야간 얼굴을 취득하였다. 또한 얼굴과 비얼굴 이미지 영역에서 야간 얼굴 이미지를 검출하기 위해 Ada-Boost 알고리즘을 사용한다. 그리고 히스토그램 평활화를 이용하여 이미지의 왜곡 현상을 최소화 한다. 이렇게 얻어진 고차원 이미지를 저차원으로 축소하기 위해 (2D)2 PCA 알고리즘을 사용했다. 다항식 기반 RBFNNs을 이용한 지능형 패턴 분류 모델을 통하여 얼굴인식을 수행 한다. 마지막으로 차분진화 알고리즘을 사용하여 파라미터를 최적화 한다. (2D)2 PCA를 최적 RBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템의 성능 평가를 위하여 IC&CI Lab data를 사용하고 실제 얼굴 인식 시스템을 설계한다. In this study, we propose optimized RBFNNs based on night vision face recognition simulator with the aid of (2D)2 PCA algorithm. It is difficult to obtain the night image for performing face recognition due to low brightness in case of image acquired through CCD camera at night. For this reason, a night vision camera is used to get images at night. Ada-Boost algorithm is also used for the detection of face images on both face and non-face image area. And the minimization of distortion phenomenon of the images is carried out by using the histogram equalization. These high-dimensional images are reduced to low-dimensional images by using (2D)2 PCA algorithm. Face recognition is performed through polynomial-based RBFNNs classifier, and the essential design parameters of the classifiers are optimized by means of Differential Evolution(DE). The performance evaluation of the optimized RBFNNs based on (2D)2 PCA is carried out with the aid of night vision face recognition system and IC&CI Lab data.
PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템 설계
오성권,장병희,Oh, Sung-Kwun,Jang, Byoung-Hee 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.9
본 연구에서는 PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템을 설계 하고자 한다. 조명이 없는 주위 상태 하에서 조도가 낮기 때문에 CCD 카메라를 이용하여 영상을 획득하는 것이 어렵다. 본 논문에서는 낮은 조도에 의해 왜곡된 이미지의 품질을 나이트 비전 카메라와 히스토그램 평활화를 사용하여 향상시킨다. 그리고 얼굴과 비얼굴 이미지 영역 사이에서 얼굴 이미지를 검출하기 위하여 Ada-Boost 알고리즘을 사용한다. 추출된 고차원 특징 데이터를 저차원의 특징 데이터로 변환하기 위하여 데이터 차원축소 기법인 주성분 분석법(Principal Components Analysis; PCA)을 사용한다. 또한 인식 모듈로서 pRBFNNs(Polynomial- based Radial Basis Function Neural Networks) 패턴분류기를 소개한다. 제안된 다항식 기반 RBFNNs은 조건부, 결론부, 추론부 세 가지의 기능적 모듈로 구성되어 있다. 조건부는 FCM (Fuzzy C-means) 클러스터링을 사용하여 입력공간을 분할하고, 결론부는 분할된 로컬 영역을 다항식 함수로 표현한다. 그리고 차분진화 (Differential Evolution; DE) 알고리즘을 사용하여 모델의 파라미터를 최적화 한다. In this study, we propose the design of optimized pRBFNNs-based night vision face recognition system using PCA algorithm. It is difficalt to obtain images using CCD camera due to low brightness under surround condition without lighting. The quality of the images distorted by low illuminance is improved by using night vision camera and histogram equalization. Ada-Boost algorithm also is used for the detection of face image between face and non-face image area. The dimension of the obtained image data is reduced to low dimension using PCA method. Also we introduce the pRBFNNs as recognition module. The proposed pRBFNNs consists of three functional modules such as the condition part, the conclusion part, and the inference part. In the condition part of fuzzy rules, input space is partitioned by using Fuzzy C-Means clustering. In the conclusion part of rules, the connection weights of pRBFNNs is represented as three kinds of polynomials such as linear, quadratic, and modified quadratic. The essential design parameters of the networks are optimized by means of Differential Evolution.
PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템 설계
오성권(Sung-Kwun Oh),장병희(Byoung-Hee Jang) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.1
본 연구에서는 PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템을 설계 하고자 한다. 조명이 없는 주위 상태 하에서 조도가 낮기 때문에 CCD 카메라를 이용하여 영상을 획득하는 것이 어렵다. 본 논문에서는 낮은 조도에 의해 왜곡된 이미지의 품질을 나이트 비전 카메라와 히스토그램 평활화를 사용하여 향상시킨다. 그리고 얼굴과 비얼굴 이미지 영역 사이에서 얼굴 이미지를 검출하기 위하여 Ada-Boost 알고리즘을 사용한다. 추출된 고차원 특징 데이터를 저차원의 특징 데이터로 변환하기 위하여 데이터 차원축소 기법인 주성분 분석법(Principal Components Analysis; PCA)을 사용한다. 또한 인식 모듈로서 pRBFNNs(Polynomial- based Radial Basis Function Neural Networks) 패턴분류기를 소개한다. 제안된 다항식 기반 RBFNNs은 조건부, 결론부, 추론부 세 가지의 기능적 모듈로 구성되어 있다. 조건부는 FCM (Fuzzy C-means) 클러스터링을 사용하여 입력 공간을 분할하고, 결론부는 분할된 로컬 영역을 다항식 함수로 표현한다. 그리고 차분진화 (Differential Evolution; DE) 알고리즘을 사용하여 모델의 파라미터를 최적화 한다. In this study, we propose the design of optimized pRBFNNs-based night vision face recognition system using PCA algorithm. It is difficalt to obtain images using CCD camera due to low brightness under surround condition without lighting. The quality of the images distorted by low illuminance is improved by using night vision camera and histogram equalization. Ada-Boost algorithm also is used for the detection of face image between face and non-face image area. The dimension of the obtained image data is reduced to low dimension using PCA method. Also we introduce the pRBFNNs as recognition module. The proposed pRBFNNs consists of three functional modules such as the condition part, the conclusion part, and the inference part. In the condition part of fuzzy rules, input space is partitioned by using Fuzzy C-Means clustering. In the conclusion part of rules, the connection weights of pRBFNNs is represented as three kinds of polynomials such as linear, quadratic, and modified quadratic. The essential design parameters of the networks are optimized by means of Differential Evolution.