얼굴인식(요구분석).

Download Report

Transcript 얼굴인식(요구분석).

kumoh
얼굴인식을 이용한
수배자 인식시스템
20020916 이명환
20020933 이상제
20021341 최문선
얼굴인식을 통한 경보시스템
요구 명세
요구사항
실시간 영상 처리
구 현 목 표
영상 촬영은 실시간으로 수행
얼굴 인식은 특정 시간마다 수행 시스템의 과부하를 줄임.
70% 이상의
인식률 구현
촬영장소는 배경이나 조명등이 거의 변하지 않음
동일한 촬영 조건 하에서 얼굴 인식률 70%이상을 구현.
인식된 용의자
영상 저장
인식된 용의자의 사진을 촬영영상과 얼굴영역 추출영상,
DB상의 수배자 영상과 함께 저장
중앙 서버를 통한
실시간 DB업데이트
프로젝트 계획에서 제외.
얼굴인식을 통한 경보시스템
흐름도
사진촬영
대
조
전처리
분
DATABASE OF FACES
류
얼굴영역추출
특징점 추출
얼굴인식을 통한 경보시스템
전처리
 히스토그램 평활화
• 밝기 분포가 특정한 부분에 치우친 것을 좀더 넓은 밝
기 영역에 걸쳐 분포하도록 펼쳐줌.
• 히스토그램이 펼쳐짐으로써 대비가 증가되어 가시도
가 개선됨.
• 원 이미지상에서 나타나는 경계 등에서의 상세함이 많
이 사라짐
◈ h(i) = Gmax / Nt * H(i)
얼굴인식을 통한 경보시스템
전처리
 Mask별 영상 비교
Gray영상
Laplacia
영상
Canny영상
Sobel영상
얼굴인식을 통한 경보시스템
전처리
 Edge Detection Mask
• 캐니(Canny)
•
•
•
•
•
•
함수 edge에 의해 제공되는 가장 강력한 검출기
윤곽선 검출 전 노이즈 제거 마스크가 사용
잡영에 강하다.
강한 에지와 약한 에지를 검출하기 위해 두 개의 문턱 값 사용
약한 에지는 강한 에지에 연결된 경우에만 출력에 포함
에지 점은 그 크기가 기울기 방향에서 지역 최대값인 점으로 정의
◈ 지역적 기울기 : g(x,y) = [Gx2+ Gy2]1/2
◈ 에지 방향 : α(x,y) = tan-1(Gx, Gy)
얼굴인식을 통한 경보시스템
전처리
 Edge Detection Mask
• 소벨(Sobel)
• 가장 대표적인 미분 연산자
• 2차 미분 연산자이며, x축, y축으로 각각 한번씩 미분
• 입력 영상에 대해 모든 방향의 edge를 추출하며 잡음에도
대체로 강함.
• 수직, 수평방향 보다 대각선 방향 edge에 더 민감하며
너무 많은 에지가 추출하는 단점
◈ 기울기 : g = [Gx2+ Gy2]1/2
얼굴인식을 통한 경보시스템
전처리
 Edge Detection Mask
• 라풀라시안(Laplacian)
• 1차 미분 알고리즘을 단점을 보완하기 위한 방법인 2차 미분
알고리즘중의 하나.
• 연산 속도가 매우 빠르다.
• 하나의 마스크로 윤곽선 검출을 수행한다.
• 영상 분할에 있어 중요한 역할을 하는 폐곡선으로 이루어진
에지의 윤곽선을 검출.
• 모든 방향의 에지를 추출하지만 주변 밝기와의 차이 값을
이용하여 에지 추출하기 때문에 잡음에 약하다.
◈ h(r) = [r2-σ2 / σ4]e-r2/2σ2
얼굴인식을 통한 경보시스템
특징점 추출
 AAM(Active Appearance Models)
• 얼굴 각각의 성분들은 서로 일정한 거리와 위치 관계를
가지고 있다는 것을 전제.
• 얼굴 성분들의 위치와 크기에 관한 규칙을 이용.
• 얼굴의 기울기, 각도, 표정 등의 변화에 민감함.
• 변화에 대한 규칙을 확장하거나, 조건의 정규화로 개선가능.
얼굴인식을 통한 경보시스템
특징점 추출(AAM)
MPEG-4에서 정의된 얼굴 모델 특징점
 First Phase
• 정교한 얼굴 특징점 정보를 추출 가능
• 초기 얼굴 모양의 파라미터를 생성.
얼굴인식을 통한 경보시스템
특징점 추출(AAM)
얼굴 영역 추적 화면
 Second Phase
• CamShift 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역을 추적
• 추적된 얼굴 영역의 크기와 위치정보 저장
얼굴인식을 통한 경보시스템
특징점 추출(얼굴 영역 보정)
측면 촬영 영상
보정된 특징점
정면 촬영 영상
 Extra Phase
• 측면 촬영 영상에서 두 눈과 코를 이용해서 중심선 추출
• 중심을 기준으로 양쪽의 비율을 조정
얼굴인식을 통한 경보시스템
얼굴 분류 ∙ 대조
 First Phase
• 턱 선의 전체적인 윤곽 일치율 대조
• 후보의 수를 줄여서 처리속도 향상
얼굴인식을 통한 경보시스템
얼굴 분류 ∙ 대조
 Second Phase
• 전체 특징점을 비교
• 후보 단일화 및 일치율 측정
얼굴인식을 통한 경보시스템
진행사항
: 완료
3월
얼굴 영상
추출
특징점 추출
얼굴 식별
UI개발 및
DB연동
4월
5월
: 진행중
6월
얼굴인식을 통한 경보시스템
참고문헌
 최경택 / 변혜란, 얼굴영역 추적과 입검출을 이용한 AAM 얼
굴 모양 파라미터 추정, 제32회 추계학술발표회 논문집, Vol.
32, No. 2(Ⅱ)
 배정완 / 최권택 / 변혜란, Pan-Tilt-Zoom-Camera에서
AAM과 CAMSHIFT를 이용한 얼굴 검출 및 추적, 제32회 추
계학술발표회 논문집, Vol. 32, No. 2(Ⅱ)
 김대환 / 김재민 / 조성원 / 장용석 / 정선태 / 김부균, 점진
적 AAM을 이용한 강인한 얼굴 윤곽 검출, 한국콘텐츠학회눈
문지, ’07 Vol. 7, No. 2
 민경필 / 전준철 / 박구락, 얼굴 모델 특징 정보 검출을 위한
효율적인 변형 가능한 템플릿, 한국 과학재단 특정기초연구,
과제번호 R01-2002-000-00010-0
kumoh
Thank You!
얼굴인식을 통한 경보시스템
특징점 추출
 CAMShift
• Color Segment 방법의 MeanShift 알고리즘을
Streaming 환경에서 사용하기 위해 개선한 것
• 조도변화, 잡음이 많은 배경에서는 성능이 좋지 않음
• 검출된 객체의 영역의 Hue값의 분포를 이용하여 변화
될 위치를 예측하고 탐지한 후 중심을 찾아 객체를 추적