KR20080106596A - 가상 얼굴 생성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가상 얼굴 생성 방법에 관한 것으로, 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자의 얼굴 영상으로부터 부위별 생체특징정보를 추출하고, 추출된 부위별 생체특징정보를 이용하여 가상의 성형 얼굴이나 가상의 몽타주 얼굴, 혹은 가상의 아기 얼굴을 자동으로 생성한다.
본 발명에 의하면, 기존의 가상 얼굴 성형 방법처럼 사용자가 성형을 하고자 하는 얼굴 부위를 별도의 수작업을 필요로 하는 이미지 모자이크(mosaic) 기법이나 이미지 워핑(warping) 기법 등을 사용하지 않고서도 얼굴 부위별 생체특징정보 추출 기술만을 이용하여 특정 얼굴 부위에 대한 가상 성형 얼굴이나 몽타주 얼굴, 혹은 가상 아기 얼굴을 용이하게 생성할 수 있으며, 2D 및 3D 가상 얼굴 성형 시뮬레이션, 몽타주 작성프로그램, 부위별 얼굴합성 시뮬레이션, 가상 아기 시뮬레이션, 유무선 얼굴 성형 프로그램 등에 적용할 경우 사용자의 흥미를 높일 수 있다.
가상 얼굴 생성, 성형 얼굴, 몽타주 얼굴, 아기 얼굴, 생체특징정보
Description
도 1은 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법을 나타낸 플로차트.
도 2는 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 성형 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 실시예.
도 3은 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 실시예.
도 4는 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 아기 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 실시예.
본 발명은 얼굴 생성 방법에 관한 것이며, 더욱 상세히는 가상 얼굴 생성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 카메라 등으로부터 획득한 얼굴 영상에서 가상 얼굴을 생성하는 예로서, 단순한 컴퓨터 그래픽 기술에 의존한 이미지 모자이크(mosaic) 기법이나 이미지 와핑(warping) 기법 등을 이용해서 얼굴 영상을 성형하는 방법이 있다.
상기 이미지 모자이크 기법은 전체 이미지에 두 개 또는 그 이상의 이미지를 결합하여 변형된 이미지를 얻는 기법이고, 상기 이미지 와핑 기법은 왜곡필터(distortion filter) 등에 수학식을 적용하여 이미지를 왜곡시킴으로써 이미지의 픽셀(pixel)들이 새로운 위치 값을 갖도록 변형시키는 기법이다.
예컨대, 대한민국 공개특허 제2003-0064711호(공개일; 2003.08.02)에 따른 얼굴인식을 이용한 얼굴 성형방법은, 사용자가 유무선 통신단말기를 통해 얼굴 성형 서버에 접속하여 얼굴 실사 사진을 전송하게 되면, 상기 유무선 통신단말기에 탑재(embedded)된 얼굴 인식 장치를 통해 상기 사용자의 얼굴을 인증하여 사용자 얼굴 성형 DB에 임시로 저장하고, 키보드 또는 마우스 버튼을 사용하여 상기 얼굴 영상에 대해 성형할 얼굴 부위를 선택하게 되면, 이미지 워핑 기법을 이용하여 각 얼굴 부위를 성형하여 저장하거나 출력 또는 전송할 수 있도록 한 것이다.
하지만, 이미지 모자이크 기법이나 이미지 워핑 기법 등을 통해 얻어진 가상 성형 얼굴은 성형된 얼굴 부위가 전체 얼굴 영상의 크기와 명암에 있어서 조화롭지 못하기 때문에 별도의 수작업이 필요하고, 성형된 얼굴 영상을 실시간으로 확인하기가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자의 얼굴 영상으로부터 부위별 생체특징정보를 추출하고, 추출된 부위별 생체특징정보를 이용하여 성형된 얼굴 부위가 전체 얼굴 영상의 크기와 명암에 있어서 조화롭고, 실시간으로 확인하기 쉬울 뿐만 아니라 가상 성형 얼굴이나 몽타주 얼굴, 혹은 가상 아기 얼굴을 용이하게 생성할 수 있는 가상 얼굴 생성 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 가상 얼굴 생성 방법은, 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와; 얼굴 부위별 위치가 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상에서 성형할 특정 얼굴 부위가 선택되면 선택된 얼굴 부위의 생체특징정보를 사전에 구비된 얼굴 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 성형 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 가상 얼굴 생성 방법은, 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와; 얼굴 부위별 위치가 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보를 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 가상 얼굴 생성 방법은, 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와; 얼굴 부위별 위치가 정규화된 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보와 사전에 구비된 연인 얼굴의 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보에 대하여 가상의 아기 얼굴 생성을 위한 부위별 얼굴 합성비율을 선택하면 선택된 합성비율에 맞춰서 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 합성 변환하여 가상의 아기 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법을 나타낸 플로차트로서, 상기한 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예를 모두 나타내고 있으며, S10, S20, S30 과정은 3개의 실시예에서 모두 공통으로 수행하는 과정으로서, 가장 먼저 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 사용자의 얼굴 영상을 획득하고(S10), 획득된 얼굴 영상의 눈, 코, 입, 눈썹, 턱 등과 같은 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리한 다음(S20), 얼굴 부위별 위치가 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특 징정보를 추출한다(S30).
이때, LFA(Local Feature Analysis), LNMF(Local Non-negative Matrix Factorization), ICA(Independent Component Analysis) 등의 방법 중 어느 하나의 국부적 생체특징추출 방법을 사용하여 얼굴 부위별 생체특징정보를 추출한다. 이러한 국부적 생체특징추출 방법은 눈, 코, 입, 눈썹, 턱 등과 같은 얼굴의 국부영역이 강조되는 특징을 지니는 특징벡터들을 기저벡터로 이용하여 얼굴 영상의 부위별 생체 특징정보를 구할 수 있다.
상기와 같이 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하고, 이 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출한 상태에서(S10∼S30), 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에 따라 각각 가상 얼굴 생성 방법이 수행되는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫째로, 도 2는 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 성형 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 제1 실시예로서, 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자의 얼굴 영상으로부터 추출된 부위별 생체특징정보를 이용하여 가상의 성형 얼굴을 생성하는 과정을 나타내고 있다.
도 2와 같이 나타낸 본 발명의 제1실시예에서는 상기한 바와 같이 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출한 상태에서(S10∼S30), 상기 얼굴 영상에서 성형할 특정 얼굴 부위가 선택되면(S40), 선택된 얼굴 부위의 생체특징정보 를 사전에 구비된 얼굴 부위별 특징정보 DB(도 2에 나타낸 바와 같은 DB 테이블 형태의 DB)에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여(S42) 가상의 성형 얼굴을 생성한 다음(S44), 필요에 따라 별도로 저장하거나(S46) 혹은 저장된 가상의 성형 얼굴을 프린터 등의 외부 장치로 출력할 수 있다.
둘째로, 도 3은 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 제2실시예로서, 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자의 얼굴 영상으로부터 추출된 부위별 생체특징정보를 이용하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 과정을 나타내고 있다.
도 3과 같이 나타낸 본 발명의 제2실시예에서는 상기한 바와 같이 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출한 상태에서(S10∼S30), 상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보를 몽타주 디자인 전문가에 의해 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보 DB(도 3에 나타낸 바와 같은 DB 테이블 형태의 DB)에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성한 다음(S50,S52), 필요에 따라 별도로 저장하거나(S54) 혹은 저장된 가상의 몽타주 얼굴을 프린터 등의 외부 장치로 출력할 수 있다.
이때, 상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보와 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보의 변환계수들간의 유사도 정보(예컨대, 유클리디안(Euclidian) 거리 등)를 기반으로 변환을 통해 가상의 몽타주 얼굴을 생성한다.
셋째로, 도 4는 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법에 따라 가상의 아기 얼굴을 생성하는 과정을 나타낸 제3실시예로서, 카메라나 스캐너 등의 영상 획득 장치로부터 획득한 사용자의 얼굴 영상으로부터 추출된 부위별 생체특징정보를 이용하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 과정을 나타내고 있다.
도 4와 같이 나타낸 본 발명의 제3실시예에서는 상기한 바와 같이 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출한 상태에서(S10∼S30), 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보와 사전에 구비된 연인 얼굴의 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보에 대하여 가상의 아기 얼굴 생성을 위한 부위별 얼굴 합성비율을 선택하면(S60), 선택된 합성비율에 맞춰서 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 합성 변환하여 가상의 아기 얼굴을 생성한 다음(S62,S64), 필요에 따라 별도로 저장하거나(S66) 혹은 저장된 가상의 아기 얼굴을 프린터 등의 외부 장치로 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 가상 얼굴 생성 방법은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 가상 얼굴 성형 방법 처럼 사용자가 성형을 하고자 하는 얼굴 부위를 별도의 수작업이 요구되는 이미지 모자이크(mosaic) 기법이나 이미지 워핑(warping) 기법 등을 사용하지 않고서도 얼굴 부위별 생체특징정보를 추출하는 얼굴 인식 기술을 이용하여 성형된 얼굴 부위가 전체 얼굴 영상의 크기와 명암에 있어서 조화롭게 특정 얼굴 부위에 대한 가상 성형 얼굴이나 몽타주 얼굴, 혹은 가상 아기 얼굴을 용이하게 생성할 수 있으며, 2D 및 3D 가상 얼굴 성형 시뮬레이션, 몽타주 작성프로그램, 부위별 얼굴합성 시뮬레이션, 가상 아기 시뮬레이션, 유무선 얼굴 성형 프로그램 등에 적용할 경우 사용자의 흥미를 높일 수 있다.
Claims (6)
- 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와;얼굴 부위별 위치가 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상에서 성형할 특정 얼굴 부위가 선택되면 선택된 얼굴 부위의 생체특징정보를 사전에 구비된 얼굴 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 성형 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
- 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와;얼굴 부위별 위치가 정규화된 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보를 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
- 얼굴 영상을 획득하여 획득된 얼굴 영상의 얼굴 부위별 위치를 정규화하여 전처리하는 단계와;얼굴 부위별 위치가 정규화된 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계; 및상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보 추출 후, 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보와 사전에 구비된 연인 얼굴의 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보에 대하여 가상의 아기 얼굴 생성을 위한 부위별 얼굴 합성비율을 선택하면 선택된 합성비율에 맞춰서 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 합성 변환하여 가상의 아기 얼굴을 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얼굴 부위별 위치가 정규화된 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계에서는 국부적 생체특징추출 방법을 사용하여 얼굴 부위별 생체특징정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 얼굴 부위별 위치가 정규화된 상기 얼굴 영상의 각 부위별 생체특징정보를 추출하는 단계에서는 LFA(Local Feature Analysis), LNMF(Local Non-negative Matrix Factorization), ICA(Independent Component Analysis) 중 어느 하나의 국부적 생체특징추출 방법을 사용하여 얼굴 부위별 생체특징정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보를 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보 DB에 저장된 동일한 부위의 생체특징정보로 변환하여 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 단계에서는,상기 얼굴 영상의 부위별 생체특징정보와 사전에 구비된 몽타주 부위별 특징정보의 변환계수들간의 유사도 정보를 기반으로 변환을 통해 가상의 몽타주 얼굴을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상 얼굴 생성 방법.
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| WO2008114937A1 (en) | 2008-09-25 |
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