KR100545559B1 - Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof - Google Patents

Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100545559B1
KR100545559B1 KR1020040037142A KR20040037142A KR100545559B1 KR 100545559 B1 KR100545559 B1 KR 100545559B1 KR 1020040037142 A KR1020040037142 A KR 1020040037142A KR 20040037142 A KR20040037142 A KR 20040037142A KR 100545559 B1 KR100545559 B1 KR 100545559B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
face
information
image information
feature information
feature
Prior art date
Application number
KR1020040037142A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050112219A (en
Inventor
김회율
박성훈
이재호
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020040037142A priority Critical patent/KR100545559B1/en
Publication of KR20050112219A publication Critical patent/KR20050112219A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100545559B1 publication Critical patent/KR100545559B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 얼굴 인식 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법이 제시된다. 본 발명에 따른 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치는 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 장치는 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 검출부, 상기 얼굴 영상 정보로부터 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출하는 부분 영상 정보 추출부, 상기 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하는 하 라이크 피춰 추출부, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하여 상기 얼굴의 최종 특징 정보를 추출하는 선형 판별 분석부, 상기 최종 특징 정보와 기 저장된 최종 특징 정보를 비교하여 동일인인지를 판단하는 특징 정보 비교 판단부, 적어도 하나 이상의 인식 대상의 얼굴에 상응하는 최종 특징 정보를 저장하는 저장부, 상기 특징 정보 비교 판단부의 판단 결과를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a face recognition apparatus and method, and more particularly, to a face recognition apparatus and method using a similar feature / linear discriminant analysis. According to the present invention, a face recognition apparatus using a haar feature / linear discriminant analysis is a device for recognizing a face using a haar-like feature and linear discriminant analysis (LDA). A detector for generating face image information, a partial image information extractor for extracting partial image information to be analyzed from the face image information, a like feature extractor for extracting like feature information from the partial image information, and the extracted A linear discriminant analyzing unit extracting final feature information of the face by performing linear discriminant analysis based on like feature information, a feature information comparison and determination unit comparing the final feature information with previously stored final feature information to determine whether the same person is the same; A storage unit storing final feature information corresponding to a face of at least one or more recognition objects; T determination may include an output section for outputting the result of the determination portion.

하 라이크 피춰(Haar-like feature), 선형 판별 분석(LDA), 얼굴, 인식.Haar-like feature, linear discriminant analysis (LDA), face, recognition.

Description

하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법{Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof}Method for recognizing a face using Haar-like feature / LDA and apparatus

도 1은 하 라이크 피춰(Haar-like feature) 정보의 프로토타입을 나타낸 도면.1 shows a prototype of Haar-like feature information.

도 2는 아다부스트(AdaBoost)에 의해 수행되는 특징 정보를 추출하는 방법을 도시한 흐름도.2 is a flow chart illustrating a method of extracting feature information performed by AdaBoost.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 장치를 포함하는 시스템 구성도.3 is a system configuration including a face recognition device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 장치의 블록 구성도.Figure 4 is a block diagram of a face recognition device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 영상 정보를 추출하는 도면.5 is a diagram for extracting partial image information according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 영상 정보에서 특징 정보를 추출하는 도면.6 is a diagram for extracting feature information from partial image information according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 사용된 데이터 구성도.7 is a data diagram used in a face recognition experiment according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 추출된 인식률을 나타낸 도면.8 is a diagram illustrating a recognition rate extracted in a face recognition experiment according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 추출된 인식률을 나타낸 도면.9 is a diagram illustrating a recognition rate extracted in a face recognition experiment according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 얼굴 인식 방법을 도시한 흐름도.10 is a flowchart illustrating a face recognition method according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 얼굴 인식 방법을 도시한 흐름도.11 is a flowchart illustrating a face recognition method according to a second preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

410 : 입력부410: input unit

421 : 부분 영상 정보 추출부421: Partial image information extraction unit

423 : 하 라이크 피춰 추출부423: Like feature extractor

425 : 아다부스트 추출부425: Adamboost extracting unit

427 : 선형 판별 분석부427: linear discriminant analysis unit

430 : 특징 정보 비교 판단부430: feature information comparison determination unit

440 : 저장부440: storage unit

450 : 출력부450: output unit

본 발명은 얼굴 인식 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하 라이크 피춰(Haar-like feature) 및 LDA를 이용한 얼굴 인식 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a face recognition apparatus and a method, and more particularly, to a face recognition apparatus and method using a haar-like feature and LDA.

영상 처리와 패턴 인식에 있어서, 인간의 얼굴은 시각적인 판별과 신원 확인에 대한 중요한 요소가 되며, 영상 처리 방법은 얼굴 검출 과정과 얼굴 인식 과정으로 구분된다. 먼저, 얼굴 검출은 영상 신호에서 얼굴의 위치, 즉 얼굴이 표시되는 영역을 파악하여 얼굴과 배경을 구분하는 것으로서 얼굴인식의 전처리 과정이다. 얼굴 검출은 생체인식, 영상회의, 무인감시, HCI(Human Computer Interaction) 등 여러 분야에 응용될 수 있다. 다음으로, 얼굴 인식은 음성인식 기술과 더불어 컴퓨터로 하여금 인간이 사람을 인식하는 방법과 가장 가까운 방법으로 동일한 사람인지를 인식하는 과정이다.In image processing and pattern recognition, a human face becomes an important factor for visual discrimination and identification, and image processing methods are classified into a face detection process and a face recognition process. First, face detection is a process of pre-processing face recognition as distinguishing a face from a background by grasping a location of a face, ie, an area where a face is displayed, in an image signal. Face detection can be applied to various fields such as biometrics, video conferencing, unattended surveillance, human computer interaction (HCI), and the like. Next, face recognition is a process in which a computer recognizes whether the same person is the closest to the way a human recognizes a person along with voice recognition technology.

얼굴 인식 방법으로는 기하학적인 특징값 기반, 템플릿 기반, 모델 기반 방법 등이 있다. 이런 방법에는 주로 LDA(Linear Discriminant Analysis, 선형 판별 분석)와 같은 통계학적인 방법이 사용된다. LDA 기법을 이용한 기술은 얼굴 영상들을 가장 잘 분리 할 수 있는 기저 평면으로 투영시켜서 얼굴을 인식하는 방법이다. 즉, 한 사람의 얼굴에 대하여 존재하는 변화에 대한 정보와 다른 사람과의 얼굴에 대하여 존재하는 변화에 대한 정보를 이용하여 각각의 사람들이 자신의 정보를 잘 나타낼 수 있는 판별식을 만드는 방식이다. LDA 기법은 얼굴 영상의 값을 직접 사용하여 접근하기 보다 특징 값의 개수를 축소하고 강인함을 높이기 위하여 보통 PCA를 병합하여 이용한다. PCA(Principal Component Analysis)는 통계적 방법을 얼 굴 인식분야에 응용한 것으로서, 많은 얼굴 이미지에서 가장 주요하게 나타나는 공통적인 특성을 분석하여, 이를 각 얼굴을 나타내는 특징 정보로 정의하는 방식이다. Face recognition methods include geometric feature-based, template-based, and model-based methods. Statistical methods such as LDA (Linear Discriminant Analysis) are mainly used. The technique using the LDA technique is a method of recognizing a face by projecting the face images onto a base plane that can be best separated. That is, by using the information about the change existing on the face of one person and the information about the change existing on the face with the other person, each person makes a discriminating expression that can express their information well. The LDA technique usually combines the PCA to reduce the number of feature values and increase the robustness rather than directly accessing the face image value. PCA (Principal Component Analysis) is a statistical method applied to the face recognition field, and it is a method of analyzing common characteristics that are most important in many face images and defining them as feature information representing each face.

그러나 PCA를 이용하는 경우 얼굴 인식에 필요한 기저 벡터를 추출하는 과정에서 과도한 연산량을 요구하므로 속도가 저하된다. 최근 얼굴 인식 기술은 실시간 처리를 요구하는 경우가 많으며 이를 위하여 속도 개선을 위해 입력 패턴을 잘 표현하면서도 연산량이 적은 얼굴 인식 방법이 필요하다. 또한, 주위 조명의 영향에 구애 받지 않고 얼굴을 인식할 수 있는 방법이 필요하다. However, in case of using PCA, speed is slowed down because excessive computation is required in extracting the basis vector for face recognition. In recent years, face recognition technology often requires real-time processing, and for this purpose, a face recognition method requiring a small amount of computation while expressing an input pattern well is required. In addition, there is a need for a method for recognizing a face regardless of the influence of ambient lighting.

2001년 2월에 Viola가 처음 얼굴 검출에서 사용한 하 라이크 피춰(Haar-like feature)는 간단하면서도 효율적인 인식자로 쓰인다. 이는 픽셀 자체를 가지고 연산을 수행하지 않고, 특징 정보를 이용하여 연산을 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 개별 영역 안에 있는 픽셀들의 값을 더하여 간단한 영역합을 구하고 그 값들에 가중치를 곱하여 합을 계산함으로써 하나의 특징 정보를 구한다. The Harar-like feature Viola first used in face detection in February 2001 is used as a simple yet efficient recognizer. It is characterized in that the operation is performed using the feature information without performing the operation with the pixel itself. In other words, one feature information is obtained by adding a value of pixels in an individual area to obtain a simple area sum and multiplying the values by weights to calculate the sum.

도 1은 하 라이크 피춰(Haar-like feature) 정보의 프로토타입을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 이미지에서 모서리의 특징 정보를 나타내는 프로토타입(110, 115, 120, 125), 이미지에서 선의 특징 정보를 나타내는 프로토타입(130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165)이 도시 되어 있다. 1 is a diagram showing a prototype of haar-like feature information. Referring to FIG. 1, prototypes 110, 115, 120, and 125 representing feature information of edges in an image, prototypes 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, representing feature information of lines in an image, 165 is shown.

모서리의 특징 정보를 나타내는 프로토타입(110)은 24*24 윈도우에서 다른 위치와 같은 비율을 유지하여 크기 확장을 하였을 때, 43,200개의 경우가 생길 수 있다. 특징 정보는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다. Prototype 110 representing the feature information of the corner may be 43,200 cases when the size is expanded by maintaining the same ratio as other positions in the 24 * 24 window. Characteristic information can be obtained by the following formula.

Figure 112004022045595-pat00001
Figure 112004022045595-pat00001

Figure 112004022045595-pat00002
가중치
Figure 112004022045595-pat00002
weight

RecSum(ri) : 사각형 ri의 넓이RecSum (r i ): width of rectangle r i

위의 내용은 레이너 린하트(Rainer Lienhart)와 조헨 메이드(Jochen Mayd)가 2002년 9월 발표한 "빠른 물체 인식에 대한 하 라이크 피춰의 확장된 세트(An Extended Set of Haar-like Features for Rapid Object Detection)"의 논문에 자세히 설명되고 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. This is an example of an extended set of Haar-like Features for Rapid Object, published by Rainer Lienhart and Jochen Mayd in September 2002. The detailed description of this is omitted since it is described in the article "Detection".

도 2는 아다부스트(AdaBoost)에 의해 수행되는 특징 정보를 추출하는 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of extracting feature information performed by AdaBoost.

부스트(Boost)는 데이터들로부터 결과를 도출할 경우 약한 선택 기준들을 합쳐서 정확도가 높은 선택 기준을 만들어 주는 알고리즘이다. 아다부스트(AdaBoost) 학습 알고리즘은 가장 잘 알려져 있는 Boost 알고리즘이며, 단순하면서도 효율적이라는 장점을 지닌다. 도 2를 참조하면, 아다부스트 학습 알고리즘은 추출된 특징 정보들(210)을 단계별(220, 230, 240)로 그룹화한다. 각각의 단계에서 부적합 것으로 판별된 특징들은 선택 기준에 맞지 않는 데이터(250)로 분류되어지며, 각각의 단계를 거치는 동안 얼굴 인식에 결정적인 특징 정보들이 추출된다. Boost is an algorithm that combines weak selection criteria to produce high accuracy selection criteria when deriving results from data. The AdaBoost learning algorithm is the best known Boost algorithm and has the advantage of being simple and efficient. Referring to FIG. 2, the Adaboost learning algorithm groups the extracted feature information 210 into stages 220, 230, and 240. Features that are determined to be inadequate at each step are classified into data 250 that does not meet the selection criteria, and feature information critical to face recognition is extracted during each step.

이하에서는 상술한 하 라이크 피춰 정보와 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 얼굴을 인식하는 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, an apparatus for recognizing a face using the above-mentioned like feature information and the Adaboost learning algorithm will be described.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 하 라이크 피춰 및 선형 판별 분석(LDA)을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법을 제공하여 얼굴 인식에 필요한 시간을 감소시키는데 있다.Accordingly, in order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a face recognition apparatus and method using the like feature and linear discriminant analysis (LDA) to reduce the time required for face recognition.

본 발명의 다른 목적은 주위 조명의 영향을 최소화하면서 얼굴 인식에 필요한 시간을 감소시키는 얼굴 인식 장치 및 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a face recognition apparatus and method for reducing the time required for face recognition while minimizing the influence of ambient lighting.

본 발명의 또 다른 목적은 얼굴 영상에 특정 부위를 설정하고 그 부위에 대한 특징 정보를 생성하여, 가변성이 많은 부위에 대한 정보를 추출하지 않음으로써 얼굴 인식률을 높이는데 있다. Another object of the present invention is to increase the face recognition rate by setting a specific part in a face image and generating feature information on the part, and not extracting information on a part having a lot of variability.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.
Other objects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 장치를 제시할 수 있다. In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, a device for recognizing a face of a person using a haar-like feature and linear discriminant analysis (LDA) can be provided.

바람직한 실시예에 따르면, 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판 별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 장치는 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 검출부, 상기 얼굴 영상 정보로부터 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출하는 부분 영상 정보 추출부, 상기 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하는 하 라이크 피춰 추출부, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하여 상기 얼굴의 최종 특징 정보를 추출하는 선형 판별 분석부, 상기 최종 특징 정보와 기 저장된 최종 특징 정보를 비교하여 동일인인지를 판단하는 특징 정보 비교 판단부, 적어도 하나 이상의 인식 대상의 얼굴에 상응하는 최종 특징 정보를 저장하는 저장부, 상기 특징 정보 비교 판단부의 판단 결과를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, an apparatus for recognizing a face of a person using haar-like features and linear discriminant analysis (LDA) may include a detector configured to detect a face of a person and generate face image information. A partial image information extracting unit for extracting partial image information to be analyzed from the image information, a like feature extracting unit for extracting like feature information from the partial image information, and linear discriminant analysis based on the extracted like feature information A linear discriminant analyzer configured to extract final feature information of the face, a feature information comparison determiner configured to compare the final feature information with previously stored final feature information, and determine whether the person is the same person; A storage unit for storing the final feature information, an output unit for outputting the determination result of the feature information comparison determination unit It may include.

여기서, 상기 검출부는 하 라이크 피춰 정보를 이용하여 얼굴을 검출할 수 있고, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 아다부스트(AdaBoost) 학습 알고리즘을 이용하여 상기 얼굴 영상 정보의 특징 정보를 추출하는 아다부스트 추출부를 더 포함하되, 상기 선형 판별 분석부는 상기 아다부스트 추출부에서 추출된 특징 정보를 기초로 선형 판별 분석을 할 수 있다. 또한, 상기 부분 영상 정보는 사람의 얼굴에서 머리카락과 목 부위를 제외한 영상 정보일 수 있다. Here, the detection unit may detect a face using the like feature information, and extract feature information of the face image information using an AdaBoost learning algorithm based on the extracted like feature information. The apparatus may further include a boost extracting unit, and the linear discrimination analyzing unit may perform linear discrimination analysis based on the feature information extracted by the adamboost extracting unit. In addition, the partial image information may be image information excluding a hair and a neck portion of a human face.

또한, 상기 부분 영상 정보 추출부는 상기 추출된 부분 영상 정보에 에프엘시(FLC : Fast Lighting Correction)를 수행-에프엘시는 영상의 밝기 값에서 그 평균을 빼고 분산으로 나눠서 밝기 성분을 정규화함-할 수 있으며, 상기 추출된 부분 영상 정보의 이미지를 좌우 반으로 나누어 좌측 이미지의 영상 정보와 우측 이미지의 영상 정보를 서로 겹쳐서 원래 이미지의 정보에 가중치를 곱해서 더할 수 있다. 또한, 상기 부분 영상 정보 추출부는 상기 얼굴 영상의 눈 위치를 기준으로 상기 부분 영상 정보를 추출할 수 있다. In addition, the partial image information extractor performs Fast Lighting Correction (FLC) on the extracted partial image information. The FLC normalizes the brightness component by subtracting the average from the brightness value of the image and dividing by the variance. The image of the extracted partial image information may be divided into left and right halves, and the image information of the left image and the image information of the right image may be overlapped with each other and multiplied by the weight of the information of the original image. The partial image information extractor may extract the partial image information based on the eye position of the face image.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 방법을 제시할 수 있다. In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, it is possible to propose a method for recognizing a face of a person using a haar-like feature and linear discriminant analysis (LDA).

바람직한 실시예에 따르면, 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 방법은 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 단계, 상기 얼굴 영상 정보로부터 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출하는 단계, 상기 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하는 단계, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하여 상기 얼굴 영상 정보의 최종 특징 정보를 추출하는 단계, 상기 추출된 최종 특징 정보와 기 저장된 최종 특징 정보를 비교하여 동일인인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment, a method of recognizing a face of a person using haar-like features and linear discriminant analysis (LDA) may include detecting a face of a person and generating face image information. Extracting partial image information to be analyzed from the information, extracting like feature information from the partial image information, and performing linear discriminant analysis based on the extracted like feature information to obtain a final feature of the face image information The method may include extracting the information and comparing the extracted final feature information with previously stored final feature information to determine whether they are the same person.

여기서, 상기 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 단계에서 하 라이크 피춰 정보를 이용하여 얼굴을 검출할 수 있고, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 아다부스트(AdaBoost) 학습 알고리즘을 이용하여 상기 얼굴 영상 정보의 특징 정보를 추출하는 단계를 더 포함하되, 상기 추출된 특징 정보를 기초로 선형 판별 분석할 수 있다. Here, in the step of detecting the face of the person and generating face image information, the face may be detected using the like feature information, and using the AdaBoost learning algorithm based on the extracted like feature information. The method may further include extracting feature information of the face image information, and performing linear discriminant analysis based on the extracted feature information.

또한, 상기 추출된 부분 영상 정보에 에프엘시(FLC : Fast Lighting Correction)를 수행하는 단계-에프엘시는 영상의 밝기 값에서 그 평균을 빼고 분산으로 나눠서 밝기 성분을 정규화함-를 더 포함할 수 있고, 상기 추출된 부분 영상 정보의 이미지를 좌우 반으로 나누어 좌측 이미지의 영상 정보와 우측 이미지의 영상 정보를 서로 겹쳐서 원래 이미지의 정보에 가중치를 곱해서 더하는 단계를 더 포함할 수 있다. The FLC may further include performing fast lighting correction (FLC) on the extracted partial image information, wherein the FLC normalizes the brightness component by subtracting the average from the brightness value of the image and dividing by the variance. The method may further include dividing the extracted partial image information into left and right halves and overlapping the image information of the left image and the image information of the right image by multiplying the original image information by a weight.

이하, 본 발명에 따른 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of a face recognition apparatus and method using a similar feature / linear discriminant analysis according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same or corresponding components are given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

전체적인 구성Overall composition

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 장치를 포함하는 시스템 구성도이다. 도 3을 참조하면, 인식 대상인 사람의 얼굴(310), 얼굴 인식 장치(320), 사람의 얼굴 이미지를 촬영하기 위한 카메라(330), 인식 결과를 나타내는 출력부(340), 사용자 버튼(350)이 도시 되어 있다. 3 is a system configuration diagram including a face recognition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a face 310 of a person to be recognized, a face recognition device 320, a camera 330 for capturing a face image of a person, an output unit 340 indicating a recognition result, and a user button 350. This is shown.

인식 대상인 사람의 얼굴(310)에 대한 특징 정보는 얼굴 인식 장치(320)와 연동되는 데이터베이스에 미리 저장되어 있으며, 본 발명에 따른 얼굴 인식 장치에 의해 특징 정보가 추출되면, 미리 저장되어 있는 특징 정보와 비교하여 동일인 여 부를 판별한다. 카메라(330)는 사람의 얼굴(310)을 촬영하며, 얼굴의 검출 및 인식이 하도록 영상 정보를 제공한다. 출력부(340)는 인식 결과를 표시하며, 바람직하게는 카메라(330)로부터 수신한 얼굴 이미지를 외부에 출력할 수 있다. 사용자 버튼(350)은 사용자의 편의에 맞게 다수의 버튼을 구비하는데, 예를 들어, 리셋 버튼, 재시도 등의 기능을 수행할 수 있다. The feature information of the face 310 of the person to be recognized is previously stored in a database interworking with the face recognition apparatus 320. When the feature information is extracted by the face recognition apparatus according to the present invention, the feature information is stored in advance. Compare to and determine whether they are the same. The camera 330 photographs the face 310 of a person and provides image information to detect and recognize the face. The output unit 340 displays the recognition result, and preferably outputs the face image received from the camera 330 to the outside. The user button 350 includes a plurality of buttons for the user's convenience. For example, the user button 350 may perform a function such as a reset button and a retry.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 장치의 블록 구성도이다. 도 4를 참조하면, 검출부(410), 특징 정보 추출부(420), 부분 영상 정보 추출부(421), 하 라이크 피춰 추출부(423), 아다부스트 추출부(425), 선형 판별 분석부(427), 특징 정보 비교 판단부(430), 저장부(440), 출력부(450)가 도시 되어 있다. 4 is a block diagram of a face recognition apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the detector 410, the feature information extractor 420, the partial image information extractor 421, the like feature extractor 423, the adaboost extractor 425, and the linear discriminant analyzer ( 427, the feature information comparison determination unit 430, the storage unit 440, and the output unit 450 are illustrated.

검출부(410)는 부분 영상 정보 추출부(421)에 연결되어 있고, 카메라로부터 촬영된 인식 대상의 얼굴 이미지를 수신하여 배경으로부터 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하여 부분 영상 정보 추출부(420)에 전송한다. 검출부(410)에서는 얼굴 이미지를 기초로 하여 하 라이크 피춰 정보를 이용함으로써 얼굴을 검출할 수 있다. 특징 정보 추출부(420)는 부분 영상 정보 추출부(421), 하 라이크 피춰 추출부(423), 아다부스트 추출부(425), 선형 판별 분석부(427)로 구분된다. The detector 410 is connected to the partial image information extractor 421, receives a face image of a recognition target photographed from a camera, detects a face from a background, and generates face image information to generate a partial image information extractor 420. To transmit. The detector 410 may detect the face by using the like feature information based on the face image. The feature information extractor 420 is divided into a partial image information extractor 421, a like feature extractor 423, an adamboost extractor 425, and a linear discriminant analyzer 427.

부분 영상 정보 추출부(421)는 검출부(410)에 연결되어 있고, 검출부(410)에서 생성한 얼굴 영상 정보 중 가변성이 적고 특징이 강하여 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출한다. 즉, 사람의 머리카락, 목 등은 가변성이 많거나 특징이 되지 않으므로, 촬영된 얼굴 이미지에서 이를 제외한 부분을 추출한다. The partial image information extracting unit 421 is connected to the detecting unit 410, and extracts partial image information to be analyzed due to low variability and strong features among the facial image information generated by the detecting unit 410. That is, since human hair, neck, etc. are not highly variable or characteristic, the part except for this is extracted from the photographed face image.

하 라이크 피춰 추출부(423)는 부분 영상 정보 추출부(421)에 연결되어 있고, 상술한 바와 같이 간단한 덧셈 연산만을 이용하여 특징 정보를 추출한다. 이는 PCA에 비해 계산 과정이 현저히 적고 트레이닝 셋에 상관없이 특징값을 뽑는데 일정한 시간만이 요구된다. 아다부스트 추출부(425)도 상술한 바와 같이 각각의 단계를 거치는 동안 얼굴 인식에 결정적인 특징 정보들이 추출된다. 각각의 단계에서는 얼굴 인식을 위하여 트레이닝 셋의 얼굴 영상 정보를 기준으로 질의된 얼굴의 정보에 대한 결정적인 특징 정보들을 추출한다. The like feature extractor 423 is connected to the partial image information extractor 421, and extracts feature information using only a simple addition operation as described above. This is considerably less than the PCA and requires a certain amount of time to extract the feature values regardless of the training set. As described above, the adamboost extractor 425 extracts feature information decisive for face recognition during each step. In each step, deterministic feature information on the face information queried based on the face image information of the training set is extracted for face recognition.

선형 판별 분석부(427)는 아다부스트 추출부(425) 또는 하 라이크 피춰 추출부(423)에 연결되고, 각각의 사람들이 자신의 정보를 잘 나타낼 수 있는 판별식을 만드는 방식으로서, 각각의 패턴이 가장 잘 구별될 수 있는 분할 면을 생성하고 이러한 분할 면으로 투영된 특징 값으로 패턴을 판단한다. 추출된 하 라이크 피춰 정보는 선형 판별 분석(LDA)의 입력으로 사용되고, 특징 정보를 트레이닝하여 선형 판별 분석의 기저 벡터를 추출한다. 그리고 추출된 기저 벡터를 통하여 데이터 셋안에서 얼굴 영상들의 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 특징 정보를 얻는다. The linear discriminant analysis unit 427 is connected to the adaboost extractor 425 or the like feature extractor 423, and forms a discriminant that allows each person to express their information well. This best distinguishable segment is created and the pattern is judged by the feature values projected onto it. The extracted like feature information is used as an input of linear discriminant analysis (LDA), and the feature information is trained to extract a basis vector of the linear discriminant analysis. The extracted basis vector is used to obtain feature information of the white feature / linear discriminant analysis of face images in the data set.

특징 정보 비교 판단부(430)는 선형 판별 분석부(427)와 저장부(440)에 연결되고, 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 계수들 간에 유클리디언 거리를 사용하며, 그 거리가 가장 작은 얼굴 영상이 그 질의한 영상과 동일한 인물의 얼굴로 판단된다. The feature information comparison determination unit 430 is connected to the linear discriminant analysis unit 427 and the storage unit 440, and uses the Euclidean distance between coefficients of the similarity feature / linear discriminant analysis, and has the smallest distance. The face image is determined to be the face of the same person as the queried image.

유클리디언 거리는 다음과 같다. Euclidean distance is as follows.

Figure 112004022045595-pat00003
Figure 112004022045595-pat00003

Figure 112004022045595-pat00004
: 유클리디언 거리
Figure 112004022045595-pat00004
Euclidean Street

Figure 112004022045595-pat00005
: 질의한 얼굴 이미지의 i번째 특징값
Figure 112004022045595-pat00005
: I th feature value of the queried face image

Figure 112004022045595-pat00006
: 데이터 셋 얼굴 이미지의 i번째 특징값
Figure 112004022045595-pat00006
: I th feature value of data set face image

저장부(440)는 특징 정보 비교 판단부(430)에 연결되고, 미리 얼굴 영상에서 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 계수를 추출하여 저장하고 있으며, 출력부(450)는 입력부(410)에서 촬영한 얼굴 영상을 출력하는 화면이며, 특징 정보 비교 판단부(430)에서 판단한 내용을 출력한다. The storage unit 440 is connected to the feature information comparison determination unit 430, and extracts and stores the coefficients of the like feature / linear discriminant analysis from the face image in advance, and the output unit 450 is photographed by the input unit 410. The screen outputs one face image, and outputs the content determined by the feature information comparison determination unit 430.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 영상 정보를 추출하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 영상 정보에서 특징 정보를 추출하는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 인식 대상인 사람의 얼굴(510, 610), 추출된 부분 영상(520), 추출된 하 라이크 피춰 정보(620)가 도시 되어 있다. FIG. 5 is a diagram for extracting partial image information according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram for extracting feature information from partial image information according to a preferred embodiment of the present invention. 5 and 6, faces 510 and 610 of a person to be recognized, an extracted partial image 520, and extracted like feature information 620 are illustrated.

추출된 부분 영상(520)은 가변성이 많은 머리카락이나 특징이 없는 목 등의 영상은 제외하고, 얼굴 영상의 눈 위치를 기준으로 추출한다. 이는 저장부에 미리 저장되어 있는 데이터 셋이 눈 위치에 대하여 정규화 되어 있으므로, 특징 정보간의 수월한 비교가 이루어 질 수 있다. The extracted partial image 520 is extracted based on the eye position of the face image, excluding an image such as a hair having a high variability or a neck without a feature. Since the data set previously stored in the storage unit is normalized with respect to the eye position, an easy comparison between the feature information can be made.

추출된 하 라이크 피춰 정보(620)는 모서리의 특징 정보, 선의 특징 정보를 나타내며, 특징 정보들은 윈도우에서 X와 Y방향으로 최대 24*24 까지 크기가 확장될 수 있다. 또한, 특징 정보는 윈도우에서 위치할 수 있는 여러 경우로 자유롭게 변하기 때문에 많은 특징 정보를 얻을 수 있다. 도 6를 참조하면, 선의 특징 정보(620)가 도시 되어 있다. The extracted like feature information 620 represents the feature information of the edge and the feature information of the line, and the feature information may be extended up to 24 * 24 in the X and Y directions in the window. In addition, since the feature information changes freely in various cases that can be located in the window, a lot of feature information can be obtained. Referring to FIG. 6, line feature information 620 is illustrated.

구체적인 실험Concrete experiment

이상에서 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법 의 일반적인 구성을 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법에 대해 실시한 구체적인 실험을 기준으로 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 3가지 실험에 대한 결과를 설명한다. 첫번째 실험은 특징 정보 수의 변화에 따른 PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 인식률에 대한 실험이다. 두 번째 실험은 하 라이크 피춰 정보의 개수에 따른 인식률에 대한 실험이다. 세 번째 실험은 트레이닝 시간과 데이터베이스에서 얼굴 영상을 검색한 시간에 대한 실험이다. In the above, the general configuration of the face recognition apparatus and method using the Like Like feature / linear discriminant analysis has been described. Hereinafter, the face recognition apparatus and method using the Like Like feature / linear discriminant analysis according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. This will be described based on specific experiments performed. In this example, the results of three experiments will be described. The first experiment is about the recognition rate of PCA / linear discriminant analysis and like feature / linear discriminant analysis according to the change of feature information number. The second experiment is about the recognition rate according to the number of like feature information. The third experiment is about the training time and the time when the face image is retrieved from the database.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 사용된 데이터 구성도이다. 7 is a diagram illustrating the configuration of data used in a face recognition experiment according to a preferred embodiment of the present invention.

실험은 2000장의 데이터 셋에서 300명을 임의로 추출하여 수행하였다. 도 7을 참조하면, 사람별로 5장씩의 영상 정보가 저장되어 있으며, 약간의 표정의 변화, 포즈 변화 및 조명의 변화가 있는 사진이 포함되어 있다. 실험에 사용된 영상은 46*56 크기의 그레이 영상으로서 각 영상들은 눈의 위치에 대해서 정규화 되어 있다. 트레이닝 과정을 통하여 선형 판별 분석의 기저 벡터를 뽑아냈으며 이를 이용하여 테스트 셋으로부터 특징 정보를 뽑아냈다. 테스트 셋은 각 사람마다 3개의 영상 이미지의 특징 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하고, 나머지 2개의 영상 이미지를 이용하여 질의를 하였고, 이중 유클리디안 거리가 가장 작은 사람이 1순위로 뽑혔을 때 질의한 사람과 같은 사람인지 조사해서 얼굴 인식률을 조사하였다. The experiment was performed by randomly extracting 300 people from 2000 data sets. Referring to FIG. 7, five pieces of image information are stored for each person, and a picture including a change in expression, a change in pose, and a change in lighting is included. The images used in this experiment are 46 * 56 gray images, each of which is normalized to the eye position. Through the training process, the basis vector of linear discriminant analysis was extracted and feature information was extracted from the test set. The test set extracts feature information of three video images for each person, stores them in a database, and makes a query using the remaining two video images. When the person with the smallest Euclidean distance is selected as the first priority The face recognition rate was examined by checking whether the same person was the same person.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 추출된 인식률을 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating a recognition rate extracted in a face recognition experiment according to a preferred embodiment of the present invention.

이는 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 특징 정보의 개수와 PCA/선형 판별 분석의 특징 정보의 개수를 동일하게 변화시켰을 때의 얼굴 인식률 변화를 비교한 결과이다. 도 8을 참조하면, 얼굴 인식에 사용된 특징 정보의 개수를 증가시키면 인식률도 같이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 55개 이상의 특징 정보의 개수를 사용하는 경우에는 인식률이 98% 정도의 일정한 값을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 여기서 하 라이크 피춰의 수 많은 프로토타입이 아다부스트 학습 알고리즘을 통하여 얼굴을 가장 잘 표현하는 특징 정보로 추출되었다. 이 결과를 통해 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에 의하면 PCA/선형 판별 분석에 의할 때와 얼굴 인식률이 유사함을 알 수 있다. This is a result of comparing the face recognition rate change when the number of feature information of the like feature / linear discriminant analysis and the number of feature information of the PCA / linear discriminant analysis are equally changed. Referring to FIG. 8, it can be seen that as the number of feature information used for face recognition increases, the recognition rate also increases. In addition, when using more than 55 pieces of feature information, it can be seen that a recognition value of about 98% can be obtained. Here, a number of prototypes of howe features have been extracted as feature information that best expresses faces through the Adaboost learning algorithm. These results show that the similarity recognition / face discrimination analysis shows similar facial recognition rate as compared with the PCA / linear discrimination analysis.

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 얼굴 인식 실험에서 추출된 인식률을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a recognition rate extracted in a face recognition experiment according to another exemplary embodiment of the present invention.

이는 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에 의할 때, 하 라이크 피춰 정보의 개수를 변화시키면서 얼굴의 인식률 변화를 측정한 결과이다. 이 때, 선형 판별 분석에 의해 추출된 특징 정보의 개수는 50개로 고정하였다. 도 9를 참조하면, 하 라이크 피춰 정보의 개수를 50개 이상 사용하였을 경우에는 얼굴 인식률이 98%로 일정하였으나, 50개 미만 사용하였을 경우에는 얼굴 인식률이 일직선으로 떨어짐을 알 수 있다. 따라서 얼굴 인식에서 얼굴 인식률을 높이기 위해서는 하 라이크 피춰 정보의 개수를 50개 이상 사용하여야 할 것 이다. This is a result of measuring the change in the recognition rate of the face while changing the number of the like feature information by the like feature / linear discriminant analysis. At this time, the number of feature information extracted by linear discriminant analysis was fixed to 50 pieces. Referring to FIG. 9, when 50 or more of the number of like feature information is used, the face recognition rate is constant at 98%. However, when less than 50 are used, the face recognition rate decreases in a straight line. Therefore, in order to increase the face recognition rate in face recognition, more than 50 number of similar feature information should be used.

또한, 다음 표는 PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에서의 트레이닝 속도를 비교한 표이다. In addition, the following table compares the training speeds in the PCA / linear discriminant analysis and the like feature / linear discriminant analysis.

얼굴 인식 알고리즘Face recognition algorithm 트레이닝 속도Training speed PCA/선형 판별 분석PCA / Linear Discrimination Analysis 8분 25초8 minutes 25 seconds 하 라이크 피춰/선형 판별 분석How Like Feature / Linear Discrimination Analysis 37.5초37.5 seconds

[표 1] PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에서의 트레이닝 속도 비교Table 1.Comparison of Training Speeds in PCA / Linear Discrimination Analysis and Like Feature / Linear Discrimination Analysis

이 실험에서는 두 알고리즘 모두에 대하여 특징 정보의 개수를 83개 사용하였고, 동일한 얼굴 인식률을 나타내었다. 표1을 참조하면, PCA/선형 판별 분석을 사용한 경우 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 사용하는 경우보다 트레이닝 속도가 약 13배 이상이 되는 것을 알 수 있다. 이는 하 라이크 피춰 정보는 단순히 덧셈 연산을 통하여 빠르게 구해질 수 있는 반면, PCA는 기저 벡터를 구하기 위하여 큰 차원의 행렬연산과정에서 복잡한 계산이 요구되기 때문이다. 이러한 트레이닝 속도는 실시간으로 얼굴 인식이 필요한 경우에 중요한 요소가 된다. In this experiment, we used 83 feature information for both algorithms and showed the same face recognition rate. Referring to Table 1, it can be seen that the training speed is about 13 times or more when the PCA / linear discriminant analysis is used than when the similar feature / linear discriminant analysis is used. This is because the white feature information can be obtained quickly by simply adding, while the PCA requires complex calculations in the process of matrix calculation of large dimensions to obtain the basis vector. This training speed is an important factor when face recognition is required in real time.

또한, 다음 표는 PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에서의 검색 속도를 비교한 표이다. In addition, the following table compares the search speeds in PCA / linear discriminant analysis and white feature / linear discriminant analysis.

얼굴 인식 알고리즘Face recognition algorithm 검색 속도Search speed PCA/선형 판별 분석PCA / Linear Discrimination Analysis 1181 ms1181 ms 하 라이크 피춰/선형 판별 분석How Like Feature / Linear Discrimination Analysis 93 ms93 ms

[표 2] PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에서의 검색 속도 비교[Table 2] Comparison of Search Speeds in PCA / Linear Discrimination Analysis and Like Feature / Linear Discrimination Analysis

이 실험은 PCA/선형 판별 분석과 하 라이크 피춰/선형 판별 분석에 의하여 특징 정보를 추출한 경우, 이를 데이터베이스에 저장되어 있는 얼굴 특징 정보와 비교하여 질의한 얼굴과 동일 인물의 이미지를 추출하는데 걸리는 시간을 비교한 것이다. 표2를 참조하면, PCA/선형 판별 분석을 사용한 경우 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 사용하는 경우보다 검색 속도가 약 13배 정도 되는 것을 알 수 있다. 이 실험에서는 100명의 사람을 임의로 추출하였고, 각 사람마다 5장의 사진이 있으며, 이 중 3장의 얼굴 사진에 대해서는 특징 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장하였고, 나머지 2장의 얼굴 사진을 이용하여 질의를 하였다. 이는 PCA/선형 판별 분석을 거쳐서 나온 기저 벡터는 이미지의 가로, 이미지의 세로, 선형 판별 분석에서 추출한 특징 정보의 개수를 모두 곱한 행렬이 되기 때문에 입력 영상이 들어온 경우 복잡한 계산을 하여야 한다. 그러나 하 라이크 피춰/선형 판별 분석의 경우에 는 하 라이크 피춰 정보의 개수에 선형 판별 분석에서 추출한 특징 정보의 개수를 모두 곱한 행렬이 되기 때문에 PCA/선형 판별 분석에 의할 때보다 검색 속도가 빠르다.In this experiment, when feature information is extracted by PCA / linear discriminant analysis and like feature / linear discriminant analysis, it is compared with facial feature information stored in the database and the time taken to extract the image of the same face as the queried face is determined. It is a comparison. Referring to Table 2, it can be seen that when the PCA / linear discriminant analysis is used, the search speed is about 13 times higher than when the same feature / linear discriminant analysis is used. In this experiment, 100 people were randomly extracted, and each person had 5 pictures. Among them, 3 face pictures were extracted and stored in a database, and the remaining 2 face pictures were queried. Since the basis vector obtained through PCA / linear discriminant analysis is a matrix multiplied by the number of feature information extracted from the horizontal, vertical and linear discriminant analysis of the image, a complex calculation must be performed when the input image is received. However, in the case of the howe feature / linear discriminant analysis, since the number of the feature feature information is multiplied by the number of feature information extracted by the linear discriminant analysis, the retrieval speed is faster than that by the PCA / linear discriminant analysis.

얼굴인식의 절차Face recognition procedure

도 10은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 얼굴 인식 방법을 도시한 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a face recognition method according to a first embodiment of the present invention.

단계 S1010에서, 질의된 얼굴 이미지를 수신하고 사람의 얼굴을 배경과 구별하여 검출하며, 얼굴 영상 정보를 생성하고, 이를 부분 영상 정보 추출부로 전송한다. 단계 S1020에서는 수신한 얼굴 영상 이미지에서 얼굴의 특징이 잘 드러나 있는 부분 즉, 머리카락, 목 등을 제외한 부분 영상 정보를 추출하고, 이를 하 라이크 피춰 정보 추출부에 전송한다. In operation S1010, the queried face image is received, the face of the person is detected by distinguishing it from the background, and the face image information is generated and transmitted to the partial image information extracting unit. In operation S1020, the partial image information excluding the part where the feature of the face is clearly displayed, that is, the hair and the neck, is extracted from the received facial image image and transmitted to the like feature information extracting unit.

단계 S1030에서, 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하고, 단계S1040에서, 하 라이크 피춰 정보로부터 아다부스트 학습 알고리즘을 이용하여 더 강력한 얼굴 영상 특징 정보를 추출하며, 단계 S1050에서, 추출된 얼굴 영상 특징 정보를 바탕으로 선형 판별 분석을 하여 최종 특징 정보를 추출한다. In step S1030, the like feature information is extracted from the partial image information, and in step S1040, the stronger face image feature information is extracted from the like feature information using an Adaboost learning algorithm, and in step S1050, the extracted face image The final feature information is extracted by performing linear discriminant analysis based on the feature information.

단계 S1060에서, 선형 판별 분석을 통해 추출된 최종 특징 정보와 저장부에 미리 저장되어 있는 최종 특징 정보를 검색, 비교하여 동일인인지 여부를 판단한다. In step S1060, the final feature information extracted through the linear discriminant analysis and the final feature information previously stored in the storage unit are searched and compared to determine whether they are the same person.

도 11은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 얼굴 인식 방법을 도시한 흐름도이다. 이하에서는 제1실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 11 is a flowchart illustrating a face recognition method according to a second preferred embodiment of the present invention. The following description focuses on the differences from the first embodiment.

단계 S1130에서, 부분 영상 추출부는 추출된 부분 영상 정보에 대해 빛의 영향을 최소화하는 하는 전처리 과정을 수행한다. 이러한 전처리 과정은 크게 두 가지로 구분되며, 각각 독립적으로 수행될 수 있으나, 인식률을 높이기 위해 연속적으로 처리되는 것이 바람직하다. 첫번째는 질의 대상인 얼굴 전체의 조명의 변화로 인한 영향을 최소화하기 위한 과정으로서, 얼굴 영상 정보에 FLC(Fast Lightning Correction)을 수행한다. 이 FLC는 영상의 밝기 값에 평균을 빼고 분산을 나눠서 밝기 성분을 정규화한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다. In operation S1130, the partial image extracting unit performs a preprocessing process to minimize the influence of light on the extracted partial image information. The preprocessing process is largely divided into two types, and may be independently performed. However, the preprocessing process may be performed continuously to increase the recognition rate. The first is a process for minimizing the influence of the illumination of the entire face, which is a query object, and performing Fast Lightning Correction (FLC) on the face image information. This FLC normalizes the brightness components by subtracting the mean from the brightness values of the image and dividing the variance. This can be expressed as an expression:

Figure 112004022045595-pat00007
Figure 112004022045595-pat00007

위의 내용은 레이너 린하트(Rainer Lienhart)와 조헨 메이드(Jochen Mayd)가 2002년 9월 발표한 "빠른 물체 인식에 대한 하 라이크 피춰의 확장된 세트(An Extended Set of Haar-like Features for Rapid Object Detection)"의 논문에 자세히 설명되고 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.This is an example of an extended set of Haar-like Features for Rapid Object, published by Rainer Lienhart and Jochen Mayd in September 2002. The detailed description of this is omitted since it is described in the article "Detection".

또한, 두번째는 왼쪽이나 오른쪽에서 비추는 조명의 변화를 최소화하기 위해서 이미지를 반으로 나누어 왼쪽 이미지와 오른쪽 이미지를 서로 겹쳐서 원래 이미지에 가중치를 곱해서 더하는 과정이다. 위와 같은 전처리를 이용하여 조명의 영향을 최소화함으로써 질의한 얼굴에 대한 인식률을 높일 수 있다. In addition, the second step is to divide the image in half and add the left and right images to each other by multiplying the original image by multiplying the weights to minimize the change in illumination from the left or right. By using the preprocessing as described above, the recognition rate of the queried face can be improved by minimizing the influence of lighting.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하 라이크 피춰/선형 판별 분석을 이용한 얼굴 인식 장치 및 방법은 얼굴 인식에 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. As described above, the apparatus and method for face recognition using the likeness / linear discriminant analysis according to the present invention can reduce the time required for face recognition.

또한, 본 발명의 다른 효과는 주위 조명의 영향을 최소화하여 얼굴을 인식함으로써 얼굴 인식률을 높일 수 있다. In addition, another effect of the present invention can increase the face recognition rate by minimizing the influence of the ambient light to recognize the face.

본 발명의 또 다른 효과는 얼굴 영상에 특정 부위를 설정하고 그 부위에 대한 특징 정보를 생성하여, 가변성이 많은 부위에 대한 정보를 추출하지 않음으로써 얼굴 인식률을 높일 수 있다. Another effect of the present invention is to set a specific region on the face image and generate feature information on the region, thereby increasing the face recognition rate by not extracting information on the region having high variability.

Claims (12)

하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 장치에 있어서;An apparatus for recognizing a face of a person using haar-like features and linear discriminant analysis (LDA); 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 검출부;A detector for detecting a face of a person and generating face image information; 상기 얼굴 영상 정보로부터 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출하는 부분 영상 정보 추출부;A partial image information extracting unit extracting partial image information to be analyzed from the face image information; 상기 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하는 하 라이크 피춰 추출부;A like feature extractor extracting like feature information from the partial image information; 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하여 상기 얼굴의 최종 특징 정보를 추출하는 선형 판별 분석부;A linear discriminant analyzer configured to extract linear feature information of the face by performing linear discriminant analysis based on the extracted like feature information; 상기 최종 특징 정보와 기 저장된 최종 특징 정보를 비교하여 동일인인지를 판단하는 특징 정보 비교 판단부;A feature information comparison determiner which determines whether the same person is the same by comparing the last feature information with previously stored last feature information; 적어도 하나 이상의 인식 대상의 얼굴에 상응하는 최종 특징 정보를 저장하는 저장부; 및A storage unit which stores final feature information corresponding to at least one face of the recognition object; And 상기 특징 정보 비교 판단부의 판단 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.And an output unit configured to output a determination result of the feature information comparison determination unit. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 검출부는 하 라이크 피춰 정보를 이용하여 얼굴을 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.The detection unit detects a face by using like feature information. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 아다부스트(AdaBoost) 학습 알고리즘을 이용하여 상기 얼굴 영상 정보의 특징 정보를 추출하는 아다부스트 추출부를 더 포함하되, The apparatus may further include an adamboost extracting unit extracting feature information of the face image information by using an AdaBoost learning algorithm based on the extracted like feature information. 상기 선형 판별 분석부는 상기 아다부스트 추출부에서 추출된 특징 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.And the linear discriminant analyzing unit performs linear discriminant analysis on the basis of the feature information extracted by the adabost extracting unit. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 부분 영상 정보는 사람의 얼굴에서 머리카락과 목 부위를 제외한 영상 정보인 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.The partial image information is a face recognition apparatus, characterized in that the image information excluding the hair and neck portion of the human face. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 부분 영상 정보 추출부는The partial image information extraction unit 상기 추출된 부분 영상 정보에 에프엘시(FLC : Fast Lighting Correction) 를 수행하는 것-에프엘시는 영상의 밝기 값에서 그 평균을 빼고 분산으로 나눠서 밝기 성분을 정규화함-을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.Performing Fast Lighting Correction (FLC) on the extracted partial image information, wherein the FLC normalizes the brightness components by subtracting the average from the brightness values of the image and dividing by variance. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 부분 영상 정보 추출부는The partial image information extraction unit 상기 추출된 부분 영상 정보의 이미지를 좌우 반으로 나누어 좌측 이미지의 영상 정보와 우측 이미지의 영상 정보를 서로 겹쳐서 원래 이미지의 정보에 가중치를 곱해서 더하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.And dividing the extracted partial image information into left and right halves so as to overlap the image information of the left image and the image information of the right image by multiplying the original image information and multiplying the information of the original image by weight. 제 1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 부분 영상 정보 추출부는The partial image information extraction unit 상기 얼굴 영상의 눈 위치를 기준으로 상기 부분 영상 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치.And extracting the partial image information based on the eye position of the face image. 하 라이크 피춰(Haar-like feature)와 선형 판별 분석(LDA)를 이용하여 사람의 얼굴을 인식하는 방법에 있어서;A method for recognizing a face of a person using haar-like features and linear discriminant analysis (LDA); 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 단계;Detecting a face of a person and generating face image information; 상기 얼굴 영상 정보로부터 분석 대상이 될 부분 영상 정보를 추출하는 단계;Extracting partial image information to be analyzed from the face image information; 상기 부분 영상 정보로부터 하 라이크 피춰 정보를 추출하는 단계;Extracting like feature information from the partial image information; 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 선형 판별 분석을 하여 상기 얼굴 영상 정보의 최종 특징 정보를 추출하는 단계; 및Extracting final feature information of the face image information by performing linear discriminant analysis based on the extracted like feature information; And 상기 추출된 최종 특징 정보와 기 저장된 최종 특징 정보를 비교하여 동일인인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 방법.And comparing the extracted final feature information with previously stored final feature information to determine whether the same person is the same person. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 사람의 얼굴을 검출하고 얼굴 영상 정보를 생성하는 단계에서 하 라이크 피춰 정보를 이용하여 얼굴을 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 방법.Detecting a face by using like feature information in the step of detecting the face of the person and generating face image information. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 추출된 하 라이크 피춰 정보를 기초로 아다부스트(AdaBoost) 학습 알고리즘을 이용하여 상기 얼굴 영상 정보의 특징 정보를 추출하는 단계를 더 포함하되, The method may further include extracting feature information of the face image information by using an AdaBoost learning algorithm based on the extracted like feature information. 상기 추출된 특징 정보를 기초로 선형 판별 분석하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 방법.And performing linear discriminant analysis based on the extracted feature information. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 추출된 부분 영상 정보에 에프엘시(FLC : Fast Lighting Correction)를 수행하는 단계-에프엘시는 영상의 밝기 값에서 그 평균을 빼고 분산으로 나눠서 밝기 성분을 정규화함-를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 방법.Performing Fast Lighting Correction (FLC) on the extracted partial image information, further comprising: normalizing the brightness component by subtracting the average from the brightness value of the image and dividing by the variance. Face recognition method. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 추출된 부분 영상 정보의 이미지를 좌우 반으로 나누어 좌측 이미지의 영상 정보와 우측 이미지의 영상 정보를 서로 겹쳐서 원래 이미지의 정보에 가중치를 곱해서 더하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 방법.And dividing the extracted partial image information into left and right halves, overlapping the image information of the left image and the image information of the right image, and multiplying and adding the multiplying weights to the information of the original image.
KR1020040037142A 2004-05-25 2004-05-25 Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof KR100545559B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040037142A KR100545559B1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040037142A KR100545559B1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050112219A KR20050112219A (en) 2005-11-30
KR100545559B1 true KR100545559B1 (en) 2006-01-24

Family

ID=37287150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040037142A KR100545559B1 (en) 2004-05-25 2004-05-25 Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100545559B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101077312B1 (en) * 2009-07-01 2011-10-26 삼성전기주식회사 Humman detection appartus using Haar-like fearture and method thereof
KR101407070B1 (en) 2012-09-28 2014-06-12 한국전자통신연구원 Method of extracting feature for human detection and apparatus for performing the same

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756047B1 (en) * 2006-01-25 2007-09-07 한국인식산업(주) Apparatus for recognizing a biological face and method therefor
KR100825689B1 (en) * 2006-08-18 2008-04-29 학교법인 포항공과대학교 Facial Disguise Discrimination method
US8023742B2 (en) * 2007-10-09 2011-09-20 Microsoft Corporation Local image descriptors using linear discriminant embedding
KR101395094B1 (en) 2010-09-29 2014-05-16 안동대학교 산학협력단 Method and system for detecting object in input image
KR101310886B1 (en) * 2012-08-09 2013-09-25 주식회사 에스원 Method for extracting face characteristic and apparatus thereof
KR101844371B1 (en) 2014-03-19 2018-04-02 삼성전자주식회사 Method and apparatus for processing image
KR101887756B1 (en) * 2016-09-13 2018-08-13 주식회사 네오시큐 System for detecting human using the projected figure for eye
CN111498327B (en) * 2020-04-13 2021-06-08 广州东软科技有限公司 System and method for improving garbage classification accuracy based on block chain technology

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101077312B1 (en) * 2009-07-01 2011-10-26 삼성전기주식회사 Humman detection appartus using Haar-like fearture and method thereof
KR101407070B1 (en) 2012-09-28 2014-06-12 한국전자통신연구원 Method of extracting feature for human detection and apparatus for performing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050112219A (en) 2005-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6661907B2 (en) Face detection in digital images
US7376270B2 (en) Detecting human faces and detecting red eyes
Marcel et al. On the recent use of local binary patterns for face authentication
Hadid et al. Face and eye detection for person authentication in mobile phones
JP6013241B2 (en) Person recognition apparatus and method
US8934679B2 (en) Apparatus for real-time face recognition
JP2001216515A (en) Method and device for detecting face of person
EP2336949B1 (en) Apparatus and method for registering plurality of facial images for face recognition
CN101339609A (en) Image processing apparatus and image processing method
Anand et al. An improved local binary patterns histograms techniques for face recognition for real time application
JP6351243B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
KR102005150B1 (en) Facial expression recognition system and method using machine learning
CN109858375A (en) Living body faces detection method, terminal and computer readable storage medium
KR100545559B1 (en) Method for recognizing a face using Haar-like feature/LDA and apparatus thereof
Yustiawati et al. Analyzing of different features using Haar cascade classifier
Song et al. Visual-context boosting for eye detection
Podbucki et al. CCTV based system for detection of anti-virus masks
JP4708835B2 (en) Face detection device, face detection method, and face detection program
JP2007026308A (en) Image processing method and image processor
Lin et al. Real-time eye detection in video streams
Schneider et al. Feature based face localization and recognition on mobile devices
Sithara et al. A survey on face recognition technique
Gul et al. A machine learning approach to detect occluded faces in unconstrained crowd scene
Naveen et al. Pose and head orientation invariant face detection based on optimised aggregate channel feature
CN112149598A (en) Side face evaluation method and device, electronic equipment and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131230

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee