KR20140147308A - 얼굴인식을 이용한 캐릭터 제작 방법 및 이를 지원하는 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 얼굴인식을 이용한 캐릭터 제작 방법 및 이를 지원하는 단말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인식한 얼굴을 분석한 결과와 기 저장된 정보를 이용하여 캐릭터를 제작하는 방법 및 이를 지원하는 단말에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 단말을 이용한 캐릭터 제작 방법은 영상에 포함된 얼굴을 설정된 영역 내에 위치하도록 상기 얼굴의 위치를 조정하는 단계, 상기 얼굴에서 눈, 코 및 입을 포함하는 얼굴을 구성하는 각 부분에 대한 적어도 두 개의 분야에 대한 분석 결과 값을 산출하는 단계, 산출한 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 독출하는 단계, 독출한 소스 이미지를 조합한 캐릭터를 제작하는 단계를 포함한다.

Description

얼굴인식을 이용한 캐릭터 제작 방법 및 이를 지원하는 단말{METHOD AND TERMINAL FOR AUTOMATICALLY MANUFACTURING CHARACTOR}

본 발명은 얼굴인식을 이용한 캐릭터 제작 방법 및 이를 지원하는 단말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인식한 얼굴을 분석한 결과와 기 저장된 정보를 이용하여 캐릭터를 제작하는 방법 및 이를 지원하는 단말에 관한 것이다.

일반적으로 얼굴 영상은 개인의 특징을 가장 잘 나타낼 수 있으며, 쉽고 자연스러운 매개체로 사용될 수 있다.

이러한 얼굴 영상의 응용 분야로는 출입 통제 및 보안 시스템, 범죄자 검색 및 몽타주 작성 시스템, 컴퓨터 인터페이스, 학술, 애니메이션 및 게임 등이 있다. 이러한 얼굴 영상의 응용 분야 중 얼굴 영상 합성 기술을 사용하는 대표적인 사례로는 캐릭터 영상 생성과 메이크업 디자인 등이 있다.

캐릭터 영상의 일종인 얼굴 영상의 캐리커쳐는 개인의 특징을 기반으로 하여 제작됨으로써 기존의 만화와 오락 등의 용도 외에도 자신을 대표하는 상징이나 아이콘과 같은 용도로 활용될 수 있으며, 컴퓨터 및 네트워크 환경의 발달로 인하여 PC통신이나 E-메일에서의 자신만의 고유한 서명(Signature)이나 가상 현실에서 사용자의 아바타(Avatar)등으로의 활용이 가능하다.

이러한 캐리커쳐를 생성하기 위한 기존의 방법은 주로 전문 화가가 직접 수동으로 캐리커쳐를 그리거나 디지털 필터를 이용한 자동화된 영상 처리 방법 등이 사용되어 왔다.

화가가 직접 캐리커쳐를 그리는 방법은 자연스럽고 완성도가 높은 캐리커쳐를 얻을 수 있으나 수공으로 인한 시간과 일관된 품질을 유지하기가 어렵다는 문제로 인하여 제한적인 상황에서만 적용할 수 있는 방법이라 할 수 있다.

한국공개특허 제2000-0064110호(발명의 명칭: 얼굴 영상에 기반한 캐릭터 자동 생성 장치 및 방법)는 사용자의 정보와 얼굴 영상 정보를 입력받고 사용자의 요구에 따라 합성된 영상을 전송 받아 출력 또는 저장하는 사용자 인터페이스부와, 상기 다수개의 사용자 인터페이스부로부터 입력된 영상 및 문자 정보에 따라 영상 정보를 처리하고 합성하여 상기 해당 사용자 인터페이스부로 전송하는 중앙 처리 시스템부를 포함하는 얼굴 영상에 기반한 캐릭터 자동 생성 장치를 제안하고 있다.

한국공개특허 제2003-0042403호(발명의 명칭: 윤곽선 정합에 의한 얼굴 캐릭터 생성 방법)는 사용자에 의해 얼굴 사진 영상을 입력받는 제 1단계와; 수동 또는 자동의 방법으로 얼굴 사진 영상의 양쪽 눈동자 위치를 파악한 후 그 위치를 기준으로 하여 얼굴 영상의 정규화(크기 및 회전각)를 하는 제 2단계와; 정규화된 사진상의 얼굴 윤곽선 위에 스플라인 곡선을 근사시키고 얼굴 구성요소들의 색상을 결정하는 제 3단계와; 얼굴 사진 영상의 텍스쳐와 캐릭터 영상을 컨벌루션(Convolution)하는 제 4단계와, 제 3단계에서 얻어진 특징점과 색상을 바탕으로 스플라인 곡선을 윤곽선으로 표현하고 안티 에일리어싱 과정을 거쳐 캐릭터 얼굴의 구성요소를 표현하는 제 5단계와; 최종적으로 얼굴 캐릭터 영상을 생성하고 영상을 디스플레이 하는 제 6단계와; 서버의 샘플 데이터베이스로부터 헤어, 의상, 기타 악세서리를 선택하고 생성된 얼굴 캐릭터에 결합하여 완성된 캐릭터 영상을 생성하는 제 7단계와; 제 7단계에 의해서 생성된 캐릭터를 저장하거나 서버로 송신하는 제 8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 생성 방법을 제안하고 있다.

이와 같이 종래의 캐릭터 제작 방식은 상술한 바와 같이 화가에 의해 수작업으로 이루어지거나, 전자 기기를 이용하여 인식된 사용자의 얼굴을 기반으로 캐릭터를 제작한다. 하지만, 수작업으로 제작되는 경우 제작 시간 및 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 전자 기기를 이용하여 제작하는 경우 사용자만의 고유한 얼굴 특징을 반영할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 제작시간 및 제작비용을 감소시킬 수 있는 캐릭터 제작 방법을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 개개인 고유한 특징을 반영할 수 있는 캐릭터 제작 방법을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 사용자의 의도를 반영한 캐릭터 제작 방법을 제안함에 있다.

이를 위해 본 발명의 단말을 이용한 캐릭터 제작 방법은 영상에 포함된 얼굴을 설정된 영역 내에 위치하도록 상기 얼굴의 위치를 조정하는 단계, 상기 얼굴에서 눈, 코 및 입을 포함하는 얼굴을 구성하는 각 부분에 대한 적어도 두 개의 분야에 대한 분석 결과 값을 산출하는 단계, 산출한 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 독출하는 단계, 독출한 소스 이미지를 조합한 캐릭터를 제작하는 단계를 포함한다.

이를 위해 본 발명의 캐릭터를 제작하는 단말은 영상을 촬영하는 카메라, 상기 카메라에서 촬영한 영상 또는 외부로부터 제공받은 영상 및 적어도 두 개의 그림체를 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 영상 또는 상기 카메라에서 촬영한 영상으로부터 선택된 영상에 포함된 인물의 얼굴에서 눈, 코 및 입을 포함하는 얼굴을 구성하는 각 부분에 대한 적어도 두 개의 분야에 대한 분석 결과 값을 산출하고, 산출한 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 독출하여 조합한 캐릭터를 제작하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 캐릭터 제작 방법은 드로잉 기술이 부족한 일반 사용자가 용이하게 캐릭터를 제작할 수 있으며, 자신이 원하는 캐릭터를 실시간으로 제작할 수 있다. 또한, 제작된 캐릭터는 온라인상의 개인 소셜 네트워크에서 자신을 표현하는 아바타 등 다양한 형태로 사용할 수 있다. 또한, 하나의 사진을 이용하여 다양한 형태의 캐릭터를 제작할 수 있으므로 사용자의 흥미를 유발시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 캐릭터를 제작하는 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 촬영된 사진을 이용하여 캐릭터를 제작하는 과정을 예를 도시하고 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정을 도시한 흐름도이다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

S100단계에서 휴대폰이나 컴퓨터를 포함한 단말을 이용하여 본 발명에서 제안하는 캐릭터 제작 어플리케이션을 실행시킨다. 캐릭터 제작 어플리케이션에 대해서는 후술하기로 한다.

S102단계에서 어플리케이션이 실행되면, 단말의 표시부에 표시되는 복수의 선택 버턴 중 사진 분석 버턴을 조작한다. 본 발명과 관련하여 사진 분석 버턴은 단말에 저장되어 있는 사진을 이용하여 캐릭터를 제작하는 버턴이며, 촬영 분석 버턴은 실시간으로 촬영된 사진을 이용하여 캐릭터를 제작하는 버턴이다. 단말은 사진 분석 버턴을 조작한 후 저장부에 저장된 복수의 사진 중 어느 하나의 사진을 선택받는다.

S104단계에서 선택받은 사진을 표시부에 표시되는 영역에 부합되도록 크기를 조절한다. 특히 본 발명은 사진 속 인물의 이목구비가 설정된 영역 안에 포함되도록 크기 및 위치를 변경한다.

S106단계에서 단말은 단말의 표시부에 표시된 분석 버턴을 조작 받는다. 분석 버턴의 조작에 따라 본 발명에서 제안하는 어플리케이션에 의해 인물의 얼굴을 분석한다. 물론 사진의 분석 중 사진의 해상도가 분석에 필요한 해상도 이하의 해상도를 갖거나, 얼굴 특히 이목구비가 설정된 영역을 벗어난 경우에는 이에 대한 정보를 출력한다. 즉, 단말은 '이미지가 저해상도이거나 화질이 좋지 않습니다.' 또는 '지정된 틀을 벗어나 얼굴분석이 어렵습니다' 라는 안내문구와 더불어 '다시 시도해주세요'라는 안내문구를 출력한다.

S108단계에서 단말은 얼굴 분석이 완료되면, 분석된 얼굴의 수치와 데이터를 저장한다. 이와 더불어 단말은 저장된 다양한 그림체(Style)들의 이름을 표시부에 버턴 형식으로 표시한다.

S110단계에서 단말은 표시한 그림체 중 어느 하나를 선택받는다. 선택받은 그림체는 필요한 경우 사용자로부터 입력받은 정보에 따라 보정할 수 있다.

S112단계에서 단말은 선택된 그림체에 분석된 얼굴의 수치와 데이터에 대응되는 소스 이미지를 저장부에서 독출하여 표시한다. 물론 단말은 분석된 얼굴의 수치와 데이터에 대응되는 소스 이미지를 하나 또는 적어도 두 개 독출할 수 있다.

S114단계에서 단말은 저장 버턴이 조작되면, 해당 그림체와 소스 이미지가 결합된 캐릭터가 생성되며, 필요한 경우 사진 폴더에 저장하거나 어플리케이션의 히스토리에 저장한다.

이하에서는 단말에서 얼굴을 분석하는 과정을 예를 들어 설명하기로 한다.

설명의 편의를 위해 눈 이미지형성의 예에 대해 알아보면, 눈 이미지에 대한 분석은 'eye*********'의 형식을 갖는다. 고유 식별 데이터값인 'eye' 뒤에 숫자부분은 눈의 이미지를 형성하는 각 부분의 특징을 9개로 나누어 구분한 번호이다. 물론 특징을 구분한 개수는 9개 이외에 다른 다양한 개수로 설정될 수 있다. 본 발명에서는 다음과 같이 눈의 특징을 구분한다.

1자리: 눈 사이의 간격 eye○*******

2자리: 눈 밑 애교살 eye*○*******

3자리: 몽고주름 eye**○******

4 자리: 속눈썹 eye***○*****

5자리: 눈동자 크기 eye****○****

6자리: 쌍꺼풀 eye*****○***

7자리: 눈의 가로 폭 eye******○**

8자리: 눈의 세로 폭 eye*******○*

9자리: 눈꼬리 eye********○

단말은 분석한 특징에 대응되는 값을 산출한다. 일 예로 눈 사이의 간격에 따라 0 내지 9 중 어느 하나의 값을 산출하며, 눈동자의 크기에 따라 역시 0 내지 9 중 어느 하나의 값을 산출한다.

단말은 사진으로 눈을 분석한 결과 'eye123456789'라는 결과 값을 산출한 경우, 해당 산출 값을 단말에 저장한다. 물론 단말은 눈 이외에 얼굴의 다른 분위도 동일한 방식으로 분석한다. 즉, 단말은 이목구비, 얼굴형태, 귀모양 등 얼굴을 구성하는 각 부위에 대한 결과 값을 산출하여 저장한다.

단말은 사용자가 원하는 그림체를 선택하면, 저장된 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 불러와 캐릭터를 형성한다. 즉, 단말은 분석한 각 부위에 대한 결과 값에 대응되는 소스이미지를 불러와 캐릭터를 형성한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정을 도시한 흐름도이다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캐릭터 제작 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

S200단계에서 휴대폰이나 컴퓨터를 포함한 단말을 이용하여 본 발명에서 제안하는 캐릭터 제작 어플리케이션을 실행시킨다. 캐릭터 제작 어플리케이션에 대해서는 후술하기로 한다.

S202단계에서 어플리케이션이 실행되면, 단말의 표시부에 표시되는 복수의 선택 버턴 중 촬영 분석 버턴을 조작한다. 촬영 분석 버턴에 의해 카메라가 구동한다.

S204단계에서 촬영된 사진을 표시부에 표시되는 영역에 부합되도록 크기를 조절한다. 특히 본 발명은 사진 속 인물의 이목구비가 설정된 영역 안에 포함되도록 크기 및 위치를 변경한다.

S206단계에서 단말은 단말의 표시부에 표시된 분석 버턴을 조작 받는다. 분석 버턴의 조작에 따라 본 발명에서 제안하는 어플리케이션에 의해 인물의 얼굴을 분석한다.

S208단계에서 단말은 얼굴 분석이 완료되면, 분석된 얼굴의 수치와 데이터를 저장한다. 이와 더불어 단말은 저장된 다양한 그림체(Style)들의 이름을 표시부에 버턴 형식으로 표시한다.

S210단계에서 단말은 표시한 그림체 중 어느 하나를 선택받는다. 선택받은 그림체는 필요한 경우 사용자로부터 입력받은 정보에 따라 보정할 수 있다.

S112단계에서 단말은 선택된 그림체에 분석된 얼굴의 수치와 데이터에 대응되는 소스이미지를 저장부에서 독출하여 표시한다. 물론 단말은 분석된 얼굴의 수치와 데이터에 대응되는 소스이미지를 하나 또는 적어도 두 개 독출할 수 있다.

S214단계에서 단말은 저장 버턴이 조작되면, 해당 그림체와 소스 이미지가 결합된 캐릭터가 생성되며, 필요한 경우 사진 폴더에 저장하거나 어플리케이션의 히스토리에 저장한다.

도 3은 도 3은 본 발명에서 제안하는 단말의 구성을 도시한 블록도이다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명에서 제안하는 단말의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 3에 의하면, 본 발명에서 제안하는 단말은 제어부, 저장부, 카메라, 전원부, 표시부, 입력부, 음성 출력부, 통신부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 단말에 포함될 수 있다.

저장부(304)는 단말을 제어하는데 필요한 제어 정보를 저장하며, 본 발명과 관련하여 카메라를 통해 촬영한 사진을 저장한다. 즉, 저장부(304)는 카메라를 통해 촬영한 인물 사진을 저장한다. 또한, 저장부(304)는 본 발명에서 제안하는 캐릭터 제작과 관련된 어플리케이션을 외부로부터 제공받아 저장하며, 제어부(302)에서 분석한 얼굴 분석 결과 값을 저장한다.

또한, 저장부(304)는 얼굴 분석을 통해 도출 가능한 각 결과 값에 대응되는 소스이미지를 저장한다. 이 경우, 저장부(304)는 얼굴을 구성하는 요소별로 구분하여 소스이미지를 저장한다. 저장부(304)는 복수의 그림체를 저장한다. 그림체는 성별 또는 나이 등 다양한 요소에 따라 구분하여 저장한다.

카메라(306)는 영상을 촬영하며, 특히 본 발명과 관련하여 인물을 촬영한다.

전원부(308)는 단말의 각 구성을 구동하는데 필요한 전원을 공급한다.

표시부(310)는 단말의 현재 상태를 표시하거나, 본 발명에서 제안하는 캐릭터를 생성하기 위한 인물 사진을 표시한다. 또한, 표시부(310)는 그림체를 선택하기 위해 복수의 그림체를 표시하며, 선택된 그림체에 얼굴 분석 결과 값이 반영된 캐릭터를 표시한다.

입력부(312)는 표시부에 표시된 버턴 중 어느 하나의 버턴을 입력받는다. 상술한 바와 같이 본 발명은 사진 분석 버턴, 촬영 분석 버턴, 분석 버턴, 저장 버턴 등 본 발명에서 제안하는 어플리케이션을 구동하기 위한 다양한 버턴을 포함한다. 이외에도 입력부(312)는 표시부(310)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 단말은 터치스크린을 이용하여 입력부와 표시부의 기능을 동시에 수행할 수 있다.

음성 출력부(316)는 스피커를 포함하며, 어플리케이션을 이용하여 캐릭터를 생성하는 과정에서 사용자에게 제공할 필요가 있는 정보를 출력한다.

통신부(314)는 외부의 장치와 통신을 수행한다. 통신부는 외부의 장치로부터 어플리케이션을 수신하거나, 사진을 수신할 수 있다. 또한, 필요한 경우 통신부(314)는 단말에서 생성한 캐릭터를 외부의 장치로 전송할 수 있다.

제어부(302)는 본 발명에서 제안하는 단말을 구성하고 있는 각 구성요소의 동작을 제어한다. 제어부(302)는 카메라(306)를 통해 촬영된 영상을 분석하며, 필요한 경우 분석 결과를 저장부(304)에 저장하도록 제어하거나, 표시부(310)에 표시하도록 제어한다. 제어부(302)는 입력부(312)를 통해 입력되는 정보를 이용하여 저장부(304)에 저장된 인물 사진을 분석한다. 이외에도 제어부(302)는 본 발명에서 제안하는 다양한 기능을 수행할 수 있도록 각 구성요소의 동작을 제어한다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 사진을 이용하여 캐릭터를 제작하는 과정을 도시한 도면이다. 도 4에 의하면, 촬영된 인물 사진을 설정된 영역 내에 위치시킨 후 분석한 결과에 대응되는 캐릭터를 도시하고 있다. 이와 같이 사용자는 간단한 조작으로 인물 사진에 대한 캐릭터를 제작할 수 있다.

또한, 제작된 캐릭터는 외부로 전송하여 인형이나 기타 완구 제품으로 생산될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

300: 단말 302: 제어부
304: 저장부 306: 카메라
308: 전원부 310: 표시부
312: 입력부 314: 통신부
316: 음성 출력부

Claims (6)

1. 영상에 포함된 얼굴을 설정된 영역 내에 위치하도록 상기 얼굴의 위치를 조정하는 단계;
   상기 얼굴에서 눈, 코 및 입을 포함하는 얼굴을 구성하는 각 부분에 대한 적어도 두 개의 분야에 대한 분석 결과 값을 산출하는 단계;
   산출한 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 독출하는 단계;
   독출한 소스 이미지를 조합한 캐릭터를 제작하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 단말을 이용한 캐릭터 제작 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 소스 이미지를 독출하는 단계 이후에,
   저장된 적어도 두 개의 그림체 중에서 하나의 그림체를 선택하며,
   선택된 그림체에 독출한 소스 이미지를 조합함을 특징으로 하는 단말을 이용한 캐릭터 제작 방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 얼굴을 구성하는 부분 중 눈에 대한 분석 분야는,
   눈 사이 간격, 눈 밑 애교살, 눈동자의 크기, 눈의 가로 폭, 눈의 세로 폭, 몽고주름 유무, 속눈썹 유무, 쌍꺼풀 유무, 눈꼬리 유무 중 적어도 두 개임을 특징으로 하는 단말을 이용한 캐릭터 제작 방법.
   
4. 영상을 촬영하는 카메라;
   상기 카메라에서 촬영한 영상 또는 외부로부터 제공받은 영상 및 적어도 두 개의 그림체를 저장하는 저장부;
   상기 저장부에 저장된 영상 또는 상기 카메라에서 촬영한 영상으로부터 선택된 영상에 포함된 인물의 얼굴에서 눈, 코 및 입을 포함하는 얼굴을 구성하는 각 부분에 대한 적어도 두 개의 분야에 대한 분석 결과 값을 산출하고, 산출한 결과 값에 대응되는 소스 이미지를 독출하여 조합한 캐릭터를 제작하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 캐릭터를 제작하는 단말.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는,
   저장된 적어도 두 개의 그림체 중에서 선택된 그림체와 독출한 상기 소스 이미지를 조합하여 상기 캐릭터를 제작함을 특징으로 하는 캐릭터를 제작하는 단말.
   
6. 제 4항에 있어서, 상기 저장부는,
   얼굴을 구성하고 있는 각 부분에 대한 분석 결과값에 대응되는 소스 이미지를 저장하고 있음을 특징으로 하는 캐릭터를 제작하는 단말.

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