KR20120095193A - Face recognition service system, method and apparatus for face recognition service thereof of - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 얼굴 인식 서비스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동영상 촬영으로 얻어진 영상을 분석하여 얼굴의 변화에 따른 표정을 인식하고, 이를 통해 표정 변화 기반의 서비스를 제공하기 위한 얼굴 인식 서비스 시스템, 그 시스템에서의 얼굴 인식 서비스 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a face recognition service system, and more particularly, a face recognition service system for recognizing an expression according to a change of a face by analyzing an image obtained by video recording, and thereby providing a service based on a change of expression, An apparatus and method for face recognition service in a system are provided.
일반적으로 얼굴 인식 기술은 이미지로부터 추출된 얼굴 특징과 안면 데이터베이스를 서로 비교함으로써 디지털 이미지를 통해 사용자를 자동으로 식별하는 시스템이다. 이러한 얼굴 인식 기술은 주로 보안 시스템으로 사용되어 왔다. In general, face recognition technology is a system that automatically identifies a user through a digital image by comparing the facial features extracted from the image with the facial database. Such face recognition technology has been mainly used as a security system.
얼굴 인식 기술은 동일인을 인식하는 기술과, 얼굴의 특징 정보 값을 비교하여 그 얼굴의 표정을 분석하기 위한 기술로 구분할 수 있다. 얼굴의 표정은 다양한 의미를 담고 있으며, 이러한 표정도 커뮤니케이션을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 최근에는 이러한 얼굴 표정을 분석하는 기술이 개발되고 있는 추세이다. The face recognition technology may be classified into a technology for recognizing the same person and a technology for analyzing the facial expression by comparing feature value values of the face. Facial expressions have various meanings, and these facial expressions are one of the important factors for communication. Recently, a technique for analyzing such facial expressions is being developed.
최근 스마트 폰 및 웹 캠 등의 보급 확대에 따라서 이를 통한 화상 서비스가 확대됨에 따라 정지된 화면이 아닌 동영상 촬영 등에서도 얼굴 또는 얼굴 표정 인식을 위한 서비스를 제공받기를 기대하고 있다. With the recent expansion of smartphones and web cams, it is expected that as image services are expanded, services for face or facial expression recognition will be provided even in video shooting rather than still images.
따라서 스마트 폰 등에서 이용될 수 있는 동영상 촬영을 통한 얼굴 영상을 분석하여 얼굴의 표정 변화를 인식할 수 있는 기술이 필요하게 되었다. Therefore, there is a need for a technology capable of recognizing facial expression changes by analyzing facial images through video shooting that can be used in smart phones.
또한, 고객들도 다양한 엔터테인먼트 요소가 있는 표정 변화 값을 관련 서비스와 연계하여 제공받기를 기대하고 있다. In addition, customers are expected to be provided with a change in facial expressions with various entertainment elements in connection with related services.
이에 본 발명은 종래의 불편함을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 동영상 촬영을 통해 얻어진 얼굴 영상을 분석하여 얼굴 표정 변화를 인식하기 위한 얼굴 인식 서비스 시스템, 그의 얼굴 인식 서비스 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, the present invention is proposed to solve the conventional inconvenience, to provide a face recognition service system, a face recognition service apparatus and method for recognizing a change in facial expression by analyzing a face image obtained through video recording. .
더하여, 본 발명은 얼굴 인식 서비스 시스템에서 동영상 촬영을 통해 얻어진 얼굴 영상을 분석하여 얼굴의 표정 변화 값을 인식하여 표정 변화에 기반한 관련 서비스를 제공하기 위한 얼굴 인식 서비스 시스템, 그의 얼굴 인식 서비스 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention provides a facial recognition service system for providing a related service based on facial expression change by recognizing facial expression change values by analyzing facial images obtained through video shooting in a facial recognition service system, apparatus and method for face recognition service thereof. It is to provide.
본 발명은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 동영상 촬영을 통해 촬영 영상을 획득하여 얼굴 인식 서비스 장치로 전송하고, 얼굴 인식 서비스 장치로부터 촬영 영상에서 얻은 표정 인식 결과에 대응하는 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 제공받아 사용자에게 출력하는 단말 장치; 및 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 정규화하고, 정규화된 얼굴 영역에서 얼굴의 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 추적하여 얼굴의 표정 변화 값을 표현함으로써, 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하고, 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하여 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치로 제공하는 얼굴 인식 서비스 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 시스템을 제공한다.The present invention is a means for solving the problem, a face recognition service according to the execution of a function to obtain a captured image through video recording and transmit it to the face recognition service device, and corresponding to the facial expression recognition result obtained from the captured image from the face recognition service device Terminal device for receiving and outputting to the user; And extracting and normalizing a facial region from the captured image, extracting feature points of the face from the normalized face region, expressing facial expression change values by tracking the extracted feature points, and recognizing facial expressions according to facial expression changes. A face recognition service system comprising a face recognition service device that executes a function corresponding to a recognition result and provides a face recognition service to a terminal device according to the execution of the function.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 시스템은, 특징점 추출에 이용되는 미리 설정된 얼굴 인식 정보에 대한 탬플릿, 및 얼굴 인식 서비스 실행을 위한 컨텐츠를 저장하는 컨텐츠 제공 장치를 더 포함할 수 있다.The face recognition service system according to the present invention may further include a template for preset face recognition information used for feature point extraction, and a content providing device for storing contents for executing a face recognition service.
더하여, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 단말 장치와 데이터를 송수신하면서, 단말 장치로부터 동영상으로 촬영된 촬영 영상을 수신하고, 단말 장치로 얼굴 인식 서비스 데이터를 전송하는 통신부; 및 촬영 영상에서 얼굴 영역을 정규화하여 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하고, 표정 인식 결과 또는 표정 인식 결과에 대응하는 기능의 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치로 제공하는 얼굴 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a means for solving the above-mentioned problems, communication unit for receiving a captured image captured by a moving image from the terminal device while transmitting and receiving data with the terminal device, and transmits the face recognition service data to the terminal device; And recognizing the face by normalizing the face region in the captured image, extracting feature points from the recognized face pattern, tracking the extracted feature points, and recognizing facial expressions according to facial expression changes, and responding to facial expression recognition results or facial expression recognition results. It provides a face recognition service apparatus comprising a face recognition unit for providing a face recognition service to the terminal device according to the execution of the function.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 장치는, 얼굴 인식 서비스 제공에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for face recognition service according to the present invention may further include a storage unit for storing data necessary for providing a face recognition service and a result of facial expression recognition.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 장치에 있어서, 얼굴 인식부는, 촬영된 영상에서 얼굴 영역을 기준으로 정규화 이미지를 생성하고, 생성된 정규화 이미지에서 얼굴 패턴을 추출하여 추출된 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하는 특징점 추출부; 및 얼굴 패턴에서 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하는 표정 인식부를 포함할 수 있다.In the face recognition service apparatus according to the present invention, the face recognition unit generates a normalized image based on a face region from a captured image, extracts a facial point from the generated normalized image, and extracts feature points from the extracted face pattern. Extraction unit; And an expression recognizing unit that tracks the feature points extracted from the face pattern and recognizes the expression according to the facial expression change.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 장치에 있어서, 특징점 추출부는, 촬영된 영상에서 얼굴 영역을 정규화하고, 얼굴을 인식하고, 얼굴 인식을 위한 수학적 계산 및 영상을 처리하는 라이브러리 및 알고리즘을 구비한 얼굴 인식 코어 엔진 모듈; 및 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하는 특징점 추출 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.In the face recognition service apparatus according to the present invention, the feature point extractor comprises: a face recognition core including a library and an algorithm for normalizing a face region in a captured image, recognizing a face, and processing mathematical calculations and images for face recognition; An engine module; And a feature point extraction module for extracting feature points from the face pattern.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 장치에 있어서, 표정 인식부는, 인식 라이브러리, 얼굴 인식 라이브러리, 특징점 추출 라이브러리 및 응용 프로그램 인터페이스를 정의한 라이브러리 중 하나 이상을 이용하여 얼굴 패턴에서 추출된 특징점의 움직임을 추적하여 특징점 움직임 벡터를 구하는 얼굴 인식 코어 엔진부; 및 특징점 움직임 벡터를 이용하여 얼굴의 변화에 따른 표정을 인식하는 표정 인식 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.In the facial recognition service apparatus according to the present invention, the facial expression recognition unit tracks the movement of the feature points extracted from the face pattern using at least one of a recognition library, a face recognition library, a feature point extraction library, and a library defining an application program interface. A face recognition core engine unit for obtaining a motion vector; And an expression recognition module that recognizes an expression according to a change of a face by using a feature point motion vector.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 장치에 있어서, 표정 인식부는, 추출된 특징점을 추적하여 획득한 특징점 움직임 벡터를 매개 변수로 하여 은닉 마르코프 모델을 적용하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정 변화값들을 표현하고, 각 표정 변화값 중 중간 값을 통계적으로 검출함을 특징으로 한다.In the facial recognition service apparatus according to the present invention, the facial expression recognition unit expresses expression change values according to facial expression changes by applying a hidden Markov model using the feature point motion vector obtained by tracking the extracted feature points, The median value of the expression change value is detected statistically.
더하여, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부; 통신부를 통해서 얼굴 인식 서비스 장치에 동영상으로 촬영된 촬영 영상을 전송하고, 얼굴 인식 서비스 장치로부터 촬영 영상에서 인식된 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 얼굴 인식 서비스를 제공받아 사용자에게 출력하도록 제어하는 제어부; 및 얼굴 인식 서비스의 실행 결과를 사용자에게 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치를 제공한다.In addition, the present invention is another means for solving the above problems, Communication unit for transmitting and receiving data through the network; Transmitting the captured image captured by the video to the face recognition service device through the communication unit, and receives a face recognition service that executes a function corresponding to the facial expression recognition result recognized in the captured image from the face recognition service device to output to the user Control unit; And an output unit configured to output an execution result of the face recognition service to the user.
본 발명에 의한 단말 장치는, 제어부의 제어에 따라서, 동영상 촬영을 실행하고, 동영상 촬영을 통해 얻은 촬영 영상을 제공하는 촬영부를 더 포함할 수 있다.The terminal device according to the present invention may further include a capturing unit configured to execute capturing a video and provide a captured image obtained through capturing a video under the control of the controller.
본 발명에 의한 단말 장치에 있어서, 얼굴 인식 서비스에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The terminal device according to the present invention may further include a storage unit for storing data required for face recognition service and facial expression recognition results.
본 발명에 의한 단말 장치에 있어서, 제어부는 촬영 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 움직임을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하는 얼굴 인식부; 및 얼굴 표정 인식 결과에 대응하는 기능의 실행을 통해 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공하는 서비스 실행부 중에서 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.In the terminal device according to the present invention, the control unit includes a face recognition unit for recognizing a face according to a facial expression change by recognizing a face in the captured image, extracting a feature point from the recognized face area, and tracking the movement of the extracted feature point; And a service execution unit that provides a face recognition service to a user through execution of a function corresponding to a facial expression recognition result.
본 발명에 의한 단말 장치는, 표정 인식 결과에 대응하는 기능에 대한 미리 설정된 컨텐츠 정보를 저장하는 데이터베이스, 얼굴 영역에서 특징점을 추출하기 위해 이용되는 탬플릿 정보를 저장하는 데이터베이스 및 통계 데이터베이스 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The terminal device according to the present invention stores one or more of a database storing preset content information on a function corresponding to a facial expression recognition result, a database storing template information used to extract feature points from a face region, and a statistical database. The storage unit may further include.
더하여, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 동영상 촬영 영상을 수신하는 단계; 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계; 인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계; 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계; 표정 인식을 통해 얻은 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 단계; 및 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법을 제공한다.In addition, the present invention as another means for solving the above problems, the step of receiving a moving image captured image; Recognizing a face by extracting a face region from the captured image; Extracting feature points from the recognized face region; Recognizing an expression according to a face change by tracking the extracted feature points; Executing a function corresponding to a facial expression recognition result obtained through facial expression recognition; And providing a face recognition service to the terminal device according to the execution of the function.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 방법에 있어서, 얼굴을 인식하는 단계는, 영상에서 얼굴 영역을 추출하는 단계; 추출된 얼굴 영역에서 정규화 이미지를 생성하는 단계; 및 생성된 정규화 이미지에서 얼굴을 패턴을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In the face recognition service method according to the present invention, the step of recognizing a face comprises: extracting a face region from an image; Generating a normalized image in the extracted face region; And extracting a face pattern from the generated normalized image to recognize the face.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 방법에 있어서, 인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계는, 컨텐츠 제공 장치로부터 미리 설정된 얼굴 인식 정보에 대한 탬플릿을 수신하는 단계; 수신된 탬플릿을 얼굴 영역에서 추출된 얼굴 패턴에 매칭하는 단계; 및 매칭 결과에 따라서 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.In the face recognition service method according to the present invention, extracting feature points from the recognized face region comprises: receiving a template for face recognition information preset from a content providing apparatus; Matching the received template to a face pattern extracted from the face area; And extracting feature points from the face area according to the matching result.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 방법에 있어서, 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계는, 추출된 특징점의 움직임에 따른 변화를 추적하여 특징점 움직임 벡터를 구하는 단계; 특징점 움직임 벡터를 매개변수로 하여 얼굴의 표정 변화값들을 표현하는 단계; 및 얼굴 표정 변화값들을 이용하여 표정을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.In the face recognition service method according to the present invention, the step of recognizing the expression according to the change of the face comprises: obtaining a feature point motion vector by tracking a change according to the movement of the extracted feature point; Expressing facial expression change values using the feature point motion vector as a parameter; And recognizing an expression using facial expression change values.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 방법에 있어서, 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계는, 얼굴 표정 변화값들 중 중간값을 통계적으로 검출하여 표정을 인식하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the facial recognition service method according to the present invention, the step of recognizing the facial expression according to the change of the face may further include a step of recognizing the facial expression by statistically detecting an intermediate value of the facial expression change values.
더하여, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 동영상 촬영 영상을 통해 촬영 영상을 획득하는 단계; 얼굴 인식 서비스 장치로 촬영 영상을 전송하여, 촬영 영상에서 인식한 얼굴의 표정 변화에 따른 표정 인식 결과를 수신하는 단계; 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 단계; 및 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a means for solving the above-mentioned problems, the method comprising the steps of obtaining a captured image through a moving image captured image; Transmitting a photographed image to a face recognition service device and receiving a facial expression recognition result according to a change in facial expression recognized by the photographed image; Executing a function corresponding to a facial expression recognition result; And providing a face recognition service to a user according to the execution of the function.
본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 방법은, 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계; 인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계; 및 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a face recognition service method comprising: recognizing a face by extracting a face region from a captured image; Extracting feature points from the recognized face region; And recognizing an expression according to a face change by tracking the extracted feature points.
본 발명은 동영상 촬영을 통해 획득한 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 움직임을 추적함으로써 얼굴 표정 변화를 인식할 수 있으며, 표정 인식 결과를 다양한 컨텐츠에 적용하여 얼굴 인식에 관련된 다양한 서비스에 확대하여 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention can recognize a facial expression change by recognizing a face from an image acquired through video shooting, extracting a feature point from the recognized face, and tracking the movement of the extracted feature point, and applying the facial recognition result to various contents. Therefore, there is an effect that can be extended to provide a variety of services related to face recognition.
특히, 본 발명은 표정 인식 결과를 적용하여 아바타 메시징, 멀티미디어 MMS 서비스를 포함하는 다양한 응용 서비스를 사용자에게 제공할 수 있으며, 이를 통해 서비스의 차별화 및 경쟁력 향상을 도모할 수 있다. In particular, the present invention can provide a user with various application services including avatar messaging and multimedia MMS service by applying facial expression recognition results, thereby improving service differentiation and improving competitiveness.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에서의 단말 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에서의 얼굴 인식 서비스 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 서비스 장치의 얼굴 인식부에서 특징점 추출부의 구성을 나타낸 블럭도다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 서비스 장치의 얼굴 인식부에서 표정 인식부의 구성을 나타낸 블럭도다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에서의 얼굴 인식 서비스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 얼굴 인식을 위해 적용되는 아다브스트 케스케이드 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 특징점을 추출하는 방법을 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal device in a face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a face recognition service apparatus in a face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a feature point extracting unit in a face recognition unit of a face service apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of the facial expression recognition unit in the face recognition unit of the face service apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a face recognition service process in the face recognition service system according to an exemplary embodiment.
7 is a flowchart illustrating a face recognition service method in a terminal device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an aadb cascade method applied for face recognition according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a method of extracting feature points according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. In addition, it should be noted that like elements are denoted by the same reference numerals as much as possible throughout the drawings.
그러면 동영상 촬영을 통해 얻어진 영상(또는 이미지)을 분석하여 얼굴의 표정을 인식하고, 인식된 표정 인식 결과에 따라서 설정된 기능을 실행하는 얼굴 인식 서비스를 제공하기 위한 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. Then, the present invention analyzes an image (or image) obtained through video recording, recognizes a facial expression, and provides an embodiment of the present invention for providing a face recognition service for executing a set function according to the recognized facial expression recognition result. It will be described in detail with reference to.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템은 네트워크(10)를 통해서 연결된 단말 장치(100), 얼굴 인식 서비스 장치(200) 및 컨텐츠 제공 장치(300)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, the face recognition service system according to the present invention may include a
본 발명의 일 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에 있어서, 단말 장치(100)는 사용자의 얼굴을 촬영하고, 촬영된 얼굴을 포함한 영상을 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송한다. 더하여, 단말 장치(100)는 상기 촬영된 얼굴에서의 특징점을 추출한 후, 추출한 특징점을 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송할 수 도 있다. 이 경우, 특징점 정보가 영상 자체보다 데이터 량이 작기 때문에 전송 시의 통신 부하를 줄일 수 있고, 또한, 얼굴 인식 서비스 장치(200)에서 특징점 추출에 따른 처리를 수행하지 않아도 되므로 얼굴 인식 서비스 장치(200)의 동작 부하를 감소시킬 수 있다. 그리고 단말 장치(100)는 얼굴 인식 서비스 장치(200)에서의 얼굴 인식 결과에 따라서 컨텐츠 제공 장치(300)로부터 제공되는 특정 서비스 혹은 기능을 제공받아 사용자에게 출력할 수 있다. 이러한 단말 장치(100)는 데스크톱 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA, PMP가 해당될 수 있으며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 개발될 모든 사용자 장치를 포함할 수 있다.In the face recognition service system according to an exemplary embodiment, the
얼굴 인식 서비스 장치(200)는 단말 장치(100)로부터 전송된 얼굴 영상 또는 촬영된 영상의 특징점 정보를 수신하여 사용자 및 얼굴의 표정을 인식하고, 인식된 표정 인식 결과를 단말 장치(100)로 제공하거나, 표정 인식 결과에 따라서 대응하는 기능을 실행하고, 이러한 기능 실행에 따른 서비스를 단말 장치(100)로 제공한다. 특히 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 얼굴 표정 인식을 위하여, 촬영된 영상에서 얼굴을 정규화하여 얼굴 패턴을 추출하고, 얼굴 패턴에서 얼굴의 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 움직임을 추적하여 얼굴의 표정 변화를 인식함으로써 표정 변화에 따른 설정된 기능을 실행하고, 이에 대한 얼굴 인식 서비스를 제공한다. The face
컨텐츠 제공 장치(300)는 중계기(웹 게이트웨이)를 통해 단말 장치(100) 및 얼굴 인식 서비스 장치(200)와 연동하며, 얼굴 인식 서비스의 성능을 향상시키기 위해 얼굴 표정 인식을 위한 미리 설정된 표정 인식 정보를 관리하는 탬플릿 데이터베이스와, 표정 인식 후에 사전에 설정된 컨텐츠를 제공하기 위한 컨텐츠 데이터베이스와, 통계(statistics) 데이터베이스를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서 사전에 설정된 컨텐츠는 음원 다운로드, 아바타 동작 알림, 전화 걸기, 이메일(E-mail), 멀티미디어 메시지(MMS: multi-media message service), 트위터(Twitter) 등을 포함할 수 있으며, 이외에도 표정 인식 결과를 적용하여 얼굴 인식 서비스를 제공할 수 있는 다양한 컨텐츠들이 포함될 수 있다. The
한편, 상기 네트워크(10)는, 데이터 전송에 이용되는 네트워크라면 어떠한 종류라도 이용될 수 있으며, 예를 들면, 유무선 방식의 PAN(Personal Area Network), LAN(Local Area Network), 이동 통신망, Wi-Fi망 등 어떠한 종류의 네트워크라도 가능하다.On the other hand, the
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 얼굴 인식 서비스는 얼굴 인식 서비스 장치(200)의 개입 없이 단말 장치(100)의 동작만으로 이루어질 수 도 있다. 즉, 단말 장치(100)가 특징점 추출 및 얼굴 표정 인식 처리를 위한 프로그램을 구비하고, 상기 프로그램을 통해서 촬영한 영상에서 특징점 정보를 추출하고, 이를 기반으로 사용자의 얼굴 표정 변화를 인식한 후, 얼굴 표정 인식 결과에 따라서 대응하는 기능을 실행하여 관련 서비스를 제공받을 수 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present disclosure, the face recognition service may be performed only by the operation of the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에 있어서, 단말 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal device in a face recognition service system according to an exemplary embodiment.
도 2를 참조하면, 단말 장치(100)는 촬영부(110), 통신부(120), 입력부(130), 제어부(140) 및 저장부(150)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
촬영부(110)는 사용자 입력에 따라서 촬영 대상의 얼굴을 포함하는 동영상을 촬영한다. 상기 촬영부(110)는 단말 장치(100)에 내장될 수 도 있으며, 예를 들어, 카메라, 캠코더, 웹 캠 등과 같은 외부 촬영 장치가 단말 장치(100)와 연결되어 구현될 수도 있다. The photographing unit 110 captures a video including a face of the photographing target according to a user input. The photographing unit 110 may be embedded in the
통신부(120)는 유선 방식 및 무선 방식뿐만 아니라 다양한 통신 방식을 통해서 얼굴 인식 서비스 장치(200) 및 컨텐츠 제공 장치(300)와 데이터를 송수신하는 것으로서, 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 촬영된 동영상 또는 추출된 특징점 정보를 전송하고, 얼굴 인식 서비스 장치(200)로부터 얼굴의 표정 인식 결과 및 표정 인식 결과 별로 대응되는 기능을 실행하여 제공되는 얼굴 인식 서비스를 제공받는다. 또한, 통신부(120)는 표정 인식 결과에 따라 미리 설정된 기능에 대한 컨텐츠를 컨텐츠 제공 장치(300)로부터 수신한다. The communication unit 120 transmits and receives data to and from the face
입력부(130)는 사용자의 조작에 따라서 사용자의 요청이나 정보에 해당하는 사용자 입력 신호를 발생한다. 본 발명에서 사용자 입력 신호는, 예를 들어, 동영상 촬영 입력 신호, 얼굴 인식 서비스 관련 입력 신호들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(130)는 현재 상용화되어 있거나 향후 상용화가 가능한 다양한 입력 수단으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 스크린, 터치 패드 등과 같은 일반적인 입력 장치뿐만 아니라, 사용자의 모션을 감지하여 특정 입력 신호를 발생하는 제스처 입력 수단을 포함할 수 있다.The input unit 130 generates a user input signal corresponding to a user's request or information according to a user's manipulation. In the present invention, for example, the user input signal may include one or more of a video photographing input signal and a face recognition service related input signal. The input unit 130 may be implemented by various input means that are currently commercialized or may be commercialized in the future. For example, a user's motion as well as a general input device such as a keyboard, a mouse, a joystick, a touch screen, a touch pad, and the like may be used. It may include a gesture input means for detecting and generating a specific input signal.
제어부(140)는 단말 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로서, 본 발명에 따른 얼굴 인식 서비스를 위하여, 얼굴 인식부(141) 및 서비스 실행부(142) 중에서 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. The controller 140 controls overall operations of the
얼굴 인식부(141)는 촬영된 영상에서 얼굴 영역을 인식하고, 인식된 얼굴 영역에서 얼굴 형상과 미리 설정된 탬플릿을 기반으로 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 움직임을 추적함으로써 얼굴의 표정 변화에 따른 표정 인식을 수행한다. The face recognition unit 141 recognizes a face region in the captured image, extracts feature points based on a face shape and a preset template from the recognized face region, and tracks the movement of the extracted feature points to change the facial expression. Perform facial expression recognition.
서비스 실행부(142)는 표정 인식 결과에 따른 대응되는 미리 설정된 기능을 실행하여 이에 대한 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공한다. 이는 얼굴 인식 서비스 장치(200)로부터 표정 인식 결과 별로 대응하는 미리 설정된 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 제공받고, 제공받은 얼굴 인식 서비스를 실행하여 사용자에게 제공함에 의해 이루어질 수 있다. 상기 서비스 실행부(142)는 상기 표정 인식 결과를 상기 얼굴 인식부(141)로부터 전달받거나, 통신부(120)를 통해서 얼굴 인식 서비스 장치(200)로부터 전송받을 수 있다.The service execution unit 142 executes a corresponding preset function according to the facial expression recognition result and provides a face recognition service thereto. This may be achieved by receiving a face recognition service according to the execution of a preset function corresponding to each facial expression recognition result from the face
저장부(150)는 얼굴 인식 서비스에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 것으로서, 촬영된 영상 정보, 얼굴 인식 정보, 특징점 추출 및 추적 정보(특징점 움직임 벡터) 및 표정 인식 결과 정보(표정 인식 변화값) 중 하나 이상을 저장한다. 이러한 저장부(150)는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리를 포함하는 개념으로 해석될 수 있다.The storage unit 150 stores data necessary for face recognition service and facial expression recognition results, and includes photographed image information, facial recognition information, feature point extraction and tracking information (feature point motion vector), and facial expression recognition result information (expression recognition change value). ) Store one or more of The storage unit 150 is an optical recording medium such as a magnetic media such as a hard disk, a floppy disk, and a magnetic tape, a compact disk read only memory (CD-ROM), and a digital video disk (DVD). It may be interpreted as a concept including a magneto-optical media such as a floppy disk, a ROM, a random access memory (RAM), and a flash memory.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에서 얼굴 인식 서비스 장치의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Next, a configuration of the face recognition service apparatus in the face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 얼굴 인식 서비스 시스템에서의 얼굴 인식 서비스 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a face recognition service apparatus in a face recognition service system according to another exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 통신부(210), 얼굴 인식부(220) 및 저장부(230)를 포함하여 구성할 수 있다. Referring to FIG. 3, the face
통신부(210)는 네트워크(10)를 통해서 단말 장치(100) 및 컨텐츠 제공 장치(300)와 데이터를 송수신하기 위한 것으로서, 유선 방식 및 무선 방식뿐만 아니라 다양한 통신 방식을 통해서 데이터를 송수신할 수 있다. 더 구체적으로 통신부(210)는 단말 장치(100)로부터 촬영된 동영상을 수신하고, 수신된 동영상에서 얼굴의 표정 변화를 인식하고, 인식한 표정 인식 결과에 따라서 사전에 설정된 기능(컨텐츠) 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치(100)로 제공한다. 또한, 통신부(210)는 컨텐츠 제공 장치(300)로부터 표정 인식 결과에 대응하는 사전에 설정된 기능에 대한 컨텐츠를 수신할 수 있다. The
얼굴 인식부(220)는 통신부(210)를 통해 수신한 동영상에서 얼굴 영역을 추출하고, 추출된 얼굴 영역에서 특징점 정보를 추출한 후, 특징점 정보를 추적하여 얼굴의 표정 변화를 인식하는데, 더 구체적으로는, 아다브스타 방식(Adaboost Cascade)을 이용한 정규화를 통해서 얼굴 영역에서 특징점 정보를 추출하고, 추출된 특징점 정보의 변화를 추적하여 얼굴의 표정 변화를 인식한다. 이를 위해 얼굴 인식부(220)는 특징점 추출부(221) 및 표정 인식부(222)를 포함할 수 있다. The
특징점 추출부(221)는 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이, 얼굴 영역을 인식하는 얼굴 인식 코어 엔진 모듈 및 얼굴의 특징점을 검출하는 특징점 추출 모듈을 포함하며, 여기에 자바(Java)로 만들어진 프로그램에서 해당 플랫폼에서만 실행 가능한 네이티브 코드(native code)에 접근하기 위해 만들어진 응용 프로그램 인터페이스(API)(예를 들어, 자바 네이티브 인터페이스(JNI: Java Native Interface)) 및 개발 도구인 NDK(Native Development Kit)를 포함할 수 있다. 또한, 특징점 추출부(221)는 얼굴의 형상과 컨텐츠 제공 장치(300)에서 제공된 탬플릿 정보를 기반으로 주성분분석(PCA: Principal Component Analysis) 기법을 적용하여 특징점을 추출한다. 즉, 얼굴 형상과 탬플릿 정보를 비교함으로써 특징점을 추출한다. 더하여, 특징점 추출부(221)는 동영상 기반으로 표정의 변화를 인식하기 위해 옵티컬 플로우(Optical Flow)를 이용하여 특징점의 움직임을 추정한다. 즉, 동영상 촬영에는 얼굴의 위치 값이 변화므로 그 변화 값을 고려하여 표정인식에 적용할 수 있도록 특징점 추적 결과 정보를 표정 인식부(222)로 전송한다. As shown in FIG. 4, the
특징점 추출부(221)의 얼굴 인식 코어 엔진모듈은 이미지 정규화 모듈, 얼굴 인식 모듈, 수치 계산 라이브러리, 이미지 처리 라이브러리, 이미지 알고리즘 라이브러리를 포함할 수 있다. 여기서 이미지 정규화 모듈은 촬영된 영상에서 얼굴 영역을 기준으로 정규화 이미지를 생성하고, 얼굴 인식 모듈은 촬영된 영상에서 얼굴을 인식한다. 수치 계산 라이브러리는 얼굴 인식을 위한 수학적인 계산을 처리하는 라이브러리이며, 이미지 처리 라이브러리는 이미지 처리 및 영상 필터링을 위한 라이브러리이다. The face recognition core engine module of the
표정 인식부(222)는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이, 얼굴 인식 코어 엔진부 및 표정 인식 모듈을 포함하며, 여기에 해당 플랫폼에서만 실행 가능한 네이티브 코드(native code)에 접근하기 위해 만들어진 응용 프로그램 인터페이스(예를 들어, JNI) 및 어플리케이션 개발자를 위한 개발 도구 NDK를 포함할 수 있다. The facial
표정 인식부(222)의 얼굴 인식 코어 엔진모듈은 촬영된 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴에서 특징점의 변화를 추적한다. 이를 위해 얼굴 인식 코어 엔진부는 옵티컬 플로워 라이브러리, 인식 라이브러리, Open CV(Open Computer vision) 라이브러리, 얼굴 인식 라이브러리, 특징점 추출 라이브러리를 포함할 수 있다. 여기서 옵티컬 플로워 라이브러리는 얼굴에서 특징점의 변화를 트래킹하기 위한 옵티컬 플로워를 구현한 모듈이고, 얼굴 인식 라이브러리는 얼굴인식/특징점추출/표정인식을 위한 라이브러리(PCA/SVM(Support Vector Machine)/HMM(Hidden Markov Model) 등)이며, Open CV 라이브러리는 인식하고자 하는 얼굴의 벡터와 고유벡터를 비교하여 얼굴을 인식하는 라이브러리로서, 연동 응용 프로그램 인터페이스(API)를 정의한다. 얼굴 인식 라이브러리는 입력 이미지 또는 영상에서 얼굴을 인식하고, 특징점 추출 라이브러리는 인식된 얼굴에서 특징점 정보를 추출한다. 여기서 얼굴 인식 코어 엔진부는 컨텐츠 제공장치(300)로부터 미리 설정된 탬플릿을 제공받아 이를 기반으로 PCA 기법을 적용하여 특징점 정보 추출할 수 있다. The face recognition core engine module of the facial
표정 인식부(222)의 표정 인식 모듈은 얼굴 인식 코어 엔진모듈에서 특징점의 변화를 추적하여 얻은 특징점 변화값을 이용하여 얼굴 표정을 인식한다. 이때, 표정 인식 모듈은 특징점 움직임 벡터를 매개변수로 하여 AAM(Active Appearance Model)과 HMM(은닉 마르코프 모델)을 적용하여 표정 변화 값을 표현하고, 각각의 변화값 중간 값을 통계적으로 검출하여 표정인식의 인식률을 높일 수 있다. The facial expression recognition module of the facial
저장부(230)는 얼굴 인식 서비스 제공에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 것으로서, 촬영된 영상 정보, 얼굴 인식 정보, 특징점 추출 및 추적 정보(특징점 움직임 벡터) 및 표정 인식 결과 정보(표정 인식 변화값) 중 하나 이상을 저장한다. 이러한 저장부(230)는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리를 포함한다.The
상술한 바와 같이 구성된 얼굴 인식 서비스 장치(200) 및 컨텐츠 제공 장치(300)는 클라우드 컴퓨팅 기반으로 동작하는 하나 이상의 서버로 구현될 수 있다. 여기서, 클라우드 컴퓨팅이란 인터넷 기술을 활용하여 가상화된 IT 자원, 예를 들어, 하드웨어(서버, 스토리지, 네트워크 등), 소프트웨어(데이터베이스, 보안, 웹 서버 등), 서비스, 데이터 등을 온 디맨드(on demand) 방식으로 서비스하는 기술을 의미한다.The face
즉, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 얼굴 인식, 특징점 추출 및 추적, 표정 인식 및 얼굴 인식 서비스 제공에 필요한, 하드웨어, 소프트웨어, 서비스, 데이터 중에서 하나 이상을 포함하는 컴퓨팅 자원을 제공할 수 있다.That is, the face
다음으로 본 발명에 의한 얼굴 인식 서비스 시스템에서 얼굴의 표정을 인식하여 얼굴 인식 서비스를 제공하기 위한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. Next, a method for providing a face recognition service by recognizing a facial expression in the face recognition service system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 얼굴 인식 서비스 시스템에서 얼굴의 표정을 인식하여 얼굴 인식 서비스를 제공하는 과정을 나타낸 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a process of providing a face recognition service by recognizing a facial expression in a face recognition service system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 단말 장치(100)는 동영상 촬영을 통해 사용자의 얼굴을 포함하는 촬영 영상을 획득한다(S101). 이후, 단말 장치(100)는 얼굴 인식 서비스 장치(200)로부터 촬영 영상 요청 메시지를 수신하면(S102), 획득한 촬영 영상 정보를 포함한 촬영 영상 메시지를 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송한다(S103). Referring to FIG. 6, the
얼굴 인식 서비스 장치(200)는 수신된 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하고, 추출된 얼굴 영역을 정규화하여 얼굴을 인식한다(S104). 더 구체적으로는, 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이, 약한 분류기 여러 개를 선형적으로 결합하여 하나의 강한 분류기로 만든 아다브스트 케스케이드(Adaboost Cascade) 방식을 이용하여 여러 단계를 거쳐 서브 윈도우(sub window)를 제거하면서 최종적으로 얼굴 패턴을 추출한다. 그리고, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 컨텐츠 제공 장치(300)로 얼굴 형상과 비교하기 위한 해당 템플릿 정보를 요청하는 템플릿 정보 요청 메시지를 전송한다(S105). 이에, 컨텐츠 제공 장치(300)는 수신된 템플릿 정보 요청 메시지에 포함된 정보를 기반으로 해당 템플릿 정보를 포함한 템플릿 정보 메시지를 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송한다(S106).The face
얼굴 인식 서비스 장치(200)는 인식된 얼굴 형상과 수신한 템플릿 정보를 비교하여 특징점을 추출하고, 특징점의 움직임을 추적하여 얼굴의 표정 변화에 따른 표정을 인식한다(S107). 더 구체적으로 설명하면, 첨부된 도 9에 도시된 바와 같이, PCA 기법을 적용하여 얼굴 패턴에서의 얼굴 형상(a)에 수신된 탬플릿 정보를 매칭시켜 얼굴의 특징점(b)을 추출할 수 있다. 더하여, 동영상 기반으로 표정의 변화를 인식하기 위해 옵티컬 플로우를 이용하여 추출된 특징점의 움직임을 추적한다. 즉, 동영상 촬영에서는 얼굴의 위치 값이 변하므로 그 변화 값을 고려하여 표정인식에 적용되도록 하여야 한다. 그리고, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 특징점 움직임 추적 결과 즉, 특징점 움직임 벡터를 매개변수로 하여 AAM과 HMM(은닉 마르코프 모델)을 적용하여 표정 변화에 따른 표정을 인식한다. 예를 들어, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 변화 값을 표현하고, 각각의 변화값 중간 값을 통계적으로 검출하여 표정인식의 인식률을 높일 수 있다. 여기서, 더미(Dummy) 값으로 인식된 D값은 의미가 없는 값이며, 인근의 값으로 자동 유도하게 된다. 즉, 더미 값의 표현으로 통계적 인식률을 증대할 수 있다. 이러한 표정인식은 놀람, 보통, 즐거움, 화남 등으로 인식될 수 있다. The face
이후, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 단말 장치(100)로부터 표정 인식 결과 요청 메시지를 수신하면(S108), 표정 인식 결과 정보를 포함한 표정 인식 결과 메시지를 단말 장치(100)로 전송한다(S109). Thereafter, when the face
이에 따라 단말 장치(100)는 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하고, 이에 따른 얼굴 인식 서비스를 실행함으로써 사용자에게 얼굴 인식 서비스를 제공할 수 있게 된다(S110). Accordingly, the
이와 달리, 단말 장치(100)는 얼굴 인식 서비스 장치(200)에서 실행되는 기능에 따른 얼굴 인식 서비스를 제공받아 이를 실행할 수도 있다. In contrast, the
즉, 상기 단계(S107)에서 표정을 인식한 후, 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하기 위해 기능에 대한 컨텐츠 정보 요청 즉, 표정 인식 결과 정보를 포함한 컨텐츠 정보 요청 메시지를 컨텐츠 제공 장치(300)로 전송한다(S111). 이에 따라 컨텐츠 제공 장치(300)는 컨텐츠 정보 요청 메시지에 포함된 표정 인식 결과 정보를 확인하여 대응되는 컨텐츠 정보를 컨텐츠 정보 메시지에 포함하여 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송한다(S112). That is, after recognizing the facial expression in step S107, the facial
그러면 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 컨텐츠 제공 메시지를 수신하여(S112) 해당 컨텐츠에 대한 기능을 실행한다(S113). 예를 들어, 얼굴의 표정이 놀람 표정으로 인식된 경우, 놀람에 대응하는 컨텐츠, 예를 들어 놀람에 대한 문자나 형상을 표시한 MMS를 제공받아 MMS를 실행시킨다. 이때, 실행된 MMS에 새로운 내용을 추가하여 실행할 수 있다. 이에 따라 얼굴 인식 서비스 장치(200)는 이러한 실행되는 기능(예를 들어 MMS)을 얼굴 인식 서비스로 단말 장치(100)로 전송한다(S114). Then, the face
그러면 단말 장치(100)에서는 수신된 얼굴 인식 서비스 메시지를 수신하여 사용자에게 대응하는 얼굴 인식 서비스를 제공한다(S115).Then, the
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서는, 본 발명에 따른 얼굴 인식 서비스가 단말 장치(100)의 동작만으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, the face recognition service according to the present invention may be performed only by the operation of the
도 7은 본 발명에 실시 예에 따라 단말 장치에서 얼굴의 표정을 인식하여 얼굴 인식 서비스를 제공하기 위한 방법을 나타낸 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a method for providing a face recognition service by recognizing a facial expression in a terminal device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 단말 장치(100)는 사용자 입력 신호에 따라서, 사용자의 얼굴을 포함하는 영상(또는 이미지)을 촬영한다(S205). Referring to FIG. 7, the
단말 장치(100)는 촬영된 영상에서 얼굴 영역을 정규화하고(S210), 정규화된 얼굴 영상에서 얼굴 패턴을 추출하여 얼굴을 인식한다(S215). 즉, 단말 장치(100)는 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이, 약한 분류기 여러 개를 선형적으로 결합하여 하나의 강한 분류기로 만든 아다브스트 케스케이드(Adaboost Cascade) 방식을 이용하여 여러 단계를 거쳐 서브 윈도우(sub window)를 제거하면서 최종적으로 얼굴 패턴을 추출한다. The
이후, 단말 장치(100)는 추출된 얼굴 패턴에서 특징점을 추출한다(S220). 이를 위해 단말 장치(100)는 컨텐츠 제공 장치(300)로부터 미리 설정된 탬플릿 정보를 수신하고, 첨부된 도 9에 도시된 바와 같이, PCA 기법을 적용하여 얼굴 패턴에서의 얼굴 형상(a)에 수신된 탬플릿 정보를 매칭시켜 얼굴의 특징점(b)을 추출할 수 있다. Thereafter, the
그런 다음 단말 장치(100)는 동영상 기반으로 표정의 변화를 인식하기 위해 옵티컬 플로우를 이용하여 추출된 특징점의 움직임을 추적한다(S225). 즉, 동영상 촬영에서는 얼굴의 위치 값이 변하므로 그 변화 값을 고려하여 표정인식에 적용되도록 하여야 한다. Then, the
그리고 단말 장치(100)는 특징점 움직임 추적 결과 즉, 특징점 움직임 벡터를 매개변수로 하여 AAM과 HMM(은닉 마르코프 모델)을 적용하여 표정 변화에 따른 표정을 인식한다(S230). 이때 단말 장치(100)는 특징점의 변화 값을 표현하고, 각각의 변화값 중간 값을 통계적으로 검출하여 표정인식의 인식률을 높일 수 있다. 여기서, 더미(Dummy) 값으로 인식된 D값은 의미가 없는 값이며, 인근의 값으로 자동 유도하게 된다. 즉, 더미 값의 표현으로 통계적 인식률을 증대할 수 있다. 이러한 표정인식은 놀람, 보통, 즐거움, 화남 등으로 인식될 수 있다. In operation S230, the
그런 다음 단말 장치(100)는 표정 인식 결과를 저장하고, 표정 인식 결과에 대응하여 미리 설정된 기능을 추출하여 실행한다(S235, S240). 이때, 컨텐츠 제공 장치(300)로부터 표정 인식 결과를 전송하여, 대응하는 기능을 수신하거나, 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 표정 인식 결과를 전송하여, 표정 인식 결과에 대응하는 서비스를 제공받을 수 있다.Then, the
상술한 바와 같은 방법을 통해 단말 장치(100)는 촬영된 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴의 특징점을 검출하여 얼굴 변화에 따른 표정 인식을 수행할 수 있으며, 이러한 표정 인식 결과에 따라 대응하는 기능을 실행함으로써 이에 대한 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다. Through the above-described method, the
상술한 과정에 있어서, 단계(S210~S230) 중 하나 이상의 단계를 단말 장치(100)에서 직접 실행하지 않고, 얼굴 인식 서비스 장치(200)를 통해 실행할 수 있다. 예를 들면, 단말 장치(100)가 얼굴 영역을 인식하여 특징점의 추출하여 얼굴 인식 서비스 장치(200)로 전송한 후, 얼굴 인식 서비스 장치(200)로부터 해당 특징점 정보의 추적에 기초한 표정 인식 결과를 제공받을 수 있다.본 발명에 따른 얼굴 인식 서비스 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In the above-described process, one or more of steps S210 to S230 may be executed through the face
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art. In addition, although specific terms are used in the specification and the drawings, they are only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.
본 발명은, 얼굴 인식을 위한 기술에 적용할 수 있으며, 동영상 촬영을 통해 획득한 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴에서 특징점을 추출하여 특징점 움직임을 추적함으로써 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식할 수 있으며, 이로 인해 표정 인식 결과를 통해 다양한 컨텐츠에 적용하여 얼굴 인식 관련된 다양한 서비스에 확대하여 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention can be applied to a technique for face recognition, and recognizes a face according to a change in facial expression by recognizing a face from an image acquired through video recording, extracting feature points from the recognized face, and tracking feature point movements. As a result, the present invention may be extended to various services related to face recognition by applying to various contents through facial expression recognition results.
또한, 본 발명은 표정 인식 결과를 적용하여 아바타 메시징, 멀티미디어 MMS 서비스 등 다양한 응용 서비스가 가능하며, 이를 통해 서비스의 경쟁력 및 차별화를 도모할 수 있다. In addition, the present invention can apply various facial expression services, such as avatar messaging, multimedia MMS service by applying the facial expression recognition result, it is possible to promote the competitiveness and differentiation of the service.
100: 단말 장치 110: 촬영부 120: 통신부
130: 입력부 140: 제어부 150: 저장부
141: 얼굴 인식부 142: 서비스 실행부 200: 얼굴 인식 서비스 장치
210: 통신부 220: 얼굴 인식부 230: 저장부
221: 특징점 추출부 222: 표정 인식부 300: 컨텐츠 제공 장치
310: 중계기100: terminal device 110: photographing unit 120: communication unit
130: input unit 140: control unit 150: storage unit
141: face recognition unit 142: service execution unit 200: face recognition service device
210: communication unit 220: face recognition unit 230: storage unit
221: feature point extractor 222: facial expression recognition unit 300: content providing device
310: repeater
Claims (20)
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 정규화하고, 정규화된 얼굴 영역에서 얼굴의 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 추적하여 얼굴의 표정 변화 값을 표현함으로써, 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하고, 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하여, 상기 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 상기 단말 장치로 제공하는 얼굴 인식 서비스 장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 시스템.A terminal device which acquires a captured image through video recording and transmits the captured image to a face recognition service device, and receives and outputs a face recognition service according to a function execution corresponding to a facial expression recognition result obtained from the captured image from the face recognition service device to a user; And
The facial region is extracted from the captured image and normalized, the facial feature points are extracted from the normalized facial region, and the extracted feature points are traced to express facial expression change values, thereby recognizing facial expressions according to facial expression changes and facial expressions. A face recognition service device which executes a function corresponding to a recognition result and provides a face recognition service to the terminal device according to the execution of the function;
Face recognition system comprising a.
상기 특징점 추출에 이용되는 미리 설정된 얼굴 인식 정보에 대한 탬플릿, 및 얼굴 인식 서비스 실행을 위한 컨텐츠를 저장하는 컨텐츠 제공 장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 시스템.The method of claim 1,
A content providing apparatus for storing a template for preset face recognition information used for extracting the feature point and content for executing a face recognition service;
Face recognition service system further comprises.
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 정규화하여 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하고, 표정 인식 결과 또는 상기 표정 인식 결과에 대응하는 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치로 제공하는 얼굴 인식부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. A communication unit which receives a captured image captured by a moving image from the terminal device while transmitting and receiving data with the terminal device, and transmits face recognition service data to the terminal device; And
Recognize a face by normalizing a face region in the captured image, extract a feature point from a recognized face pattern, track a extracted feature point, recognize an expression according to a change in facial expression, and respond to an expression recognition result or the expression recognition result A face recognition unit providing a face recognition service to a terminal device according to a function execution;
Face recognition service apparatus comprising a.
상기 얼굴 인식 서비스의 제공에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 저장부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. The method of claim 3,
A storage unit which stores data necessary for providing the face recognition service and a result of facial expression recognition;
Face recognition service device further comprises.
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 기준으로 정규화 이미지를 생성하고, 생성된 정규화 이미지에서 얼굴 패턴을 추출하여 추출된 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하는 특징점 추출부; 및
상기 얼굴 패턴에서 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하는 표정 인식부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. The apparatus of claim 3, wherein the face recognition unit
A feature point extracting unit to generate a normalized image based on the face region in the captured image, and extract a feature point from the extracted face pattern by extracting a face pattern from the generated normalized image; And
An expression recognition unit recognizing an expression according to a facial expression change by tracking a feature point extracted from the face pattern;
Face recognition service apparatus comprising a.
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 정규화하고, 얼굴을 인식하고, 얼굴 인식을 위한 수학적 계산 및 영상을 처리하는 라이브러리 및 알고리즘을 구비한 얼굴 인식 코어 엔진 모듈; 및
상기 얼굴 패턴에서 특징점을 추출하는 특징점 추출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. The method of claim 5, wherein the feature point extraction unit
A face recognition core engine module including a library and an algorithm for normalizing a face region in the captured image, recognizing a face, and processing mathematical calculations and images for face recognition; And
And a feature point extraction module for extracting feature points from the face pattern.
인식 라이브러리, 얼굴 인식 라이브러리, 특징점 추출 라이브러리 및 응용 프로그램 인터페이스를 정의한 라이브러리 중 하나 이상을 이용하여 상기 얼굴 패턴에서 추출된 특징점의 움직임을 추적하여 특징점 움직임 벡터를 구하는 얼굴 인식 코어 엔진부; 및
상기 특징점 움직임 벡터를 이용하여 얼굴의 변화에 따른 표정을 인식하는 표정 인식 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. The method of claim 5, wherein the facial expression recognition unit
A face recognition core engine unit which obtains a feature point motion vector by tracking the movement of the feature point extracted from the face pattern using at least one of a recognition library, a face recognition library, a feature point extraction library, and a library defining an application program interface; And
And a facial recognition module for recognizing an expression according to a change of face using the feature point motion vector.
상기 추출된 특징점을 추적하여 획득한 특징점 움직임 벡터를 매개 변수로 하여 은닉 마르코프 모델을 적용하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정 변화값들을 표현하고, 각 표정 변화값 중 중간 값을 통계적으로 검출함을 특징으로 하는 얼굴 인식 서비스 장치. The method of claim 5, wherein the facial expression recognition unit
By using the feature mark motion vector obtained by tracking the extracted feature points as a parameter, a hidden Markov model is applied to express facial expression change values according to facial expression changes, and the median value of each facial expression change value is statistically detected. Face recognition service device.
상기 통신부를 통해서 얼굴 인식 서비스 장치에 동영상으로 촬영된 촬영 영상을 전송하고, 상기 얼굴 인식 서비스 장치로부터 상기 촬영 영상으로부터 인식된 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 얼굴 인식 서비스를 제공받아 사용자에게 출력하도록 제어하는 제어부; 및
상기 얼굴 인식 서비스의 실행 결과를 사용자에게 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.A communication unit for transmitting and receiving data through a network;
Transmitting the captured image captured by the video to the face recognition service device through the communication unit, and receives a face recognition service for executing a function corresponding to the facial expression recognition result recognized from the captured image from the face recognition service device to output to the user A control unit for controlling the control unit to perform the control; And
And an output unit for outputting an execution result of the face recognition service to a user.
상기 제어부의 제어에 따라서, 동영상 촬영을 실행하고, 상기 동영상 촬영을 통해 얻은 촬영 영상을 제공하는 촬영부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치. 10. The method of claim 9,
According to the control of the control unit, the image capturing unit for executing a video recording, and provides a captured image obtained through the video recording;
Terminal device characterized in that it further comprises.
상기 얼굴 인식 서비스에 필요한 데이터 및 표정 인식 결과를 저장하는 저장부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치. 10. The method of claim 9,
A storage unit which stores data necessary for the face recognition service and a result of facial expression recognition;
Terminal device characterized in that it further comprises.
상기 촬영 영상에서 얼굴을 인식하고, 인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 움직임을 추적하여 얼굴 표정 변화에 따른 표정을 인식하는 얼굴 인식부; 및
얼굴 표정 인식 결과에 대응하는 기능의 실행을 통해 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공하는 서비스 실행부 중에서 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단말 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
A face recognition unit recognizing a face in the captured image, extracting feature points from the recognized face region, and recognizing an expression according to a change in facial expression by tracking a movement of the extracted feature points; And
And at least one of a service execution unit which provides a face recognition service to a user through execution of a function corresponding to a facial expression recognition result.
상기 표정 인식 결과에 대응하는 기능에 대한 미리 설정된 컨텐츠 정보를 저장하는 데이터베이스, 상기 얼굴 영역에서 특징점을 추출하기 위해 이용되는 탬플릿 정보를 저장하는 데이터베이스 및 통계 데이터베이스 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치. 10. The method of claim 9,
And a storage unit storing one or more of a database storing preset content information on a function corresponding to the facial expression recognition result, a database storing template information used to extract feature points from the face region, and a statistical database. Terminal device characterized in that.
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계;
인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계;
상기 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계;
표정 인식을 통해 얻은 표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 단계; 및
상기 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 단말 장치로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법. Receiving a moving image photographed image;
Recognizing a face by extracting a face region from the captured image;
Extracting feature points from the recognized face region;
Recognizing an expression according to a face change by tracking the extracted feature points;
Executing a function corresponding to a facial expression recognition result obtained through facial expression recognition; And
And providing a face recognition service to a terminal device according to the execution of the function.
상기 영상에서 얼굴 영역을 추출하는 단계;
상기 추출된 얼굴 영역에서 정규화 이미지를 생성하는 단계; 및
생성된 정규화 이미지에서 얼굴을 패턴을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법. The method of claim 14, wherein recognizing the face comprises:
Extracting a face region from the image;
Generating a normalized image from the extracted face region; And
Recognizing a face by extracting a face pattern from the generated normalized image;
Face recognition service method in a face recognition apparatus comprising a.
컨텐츠 제공 장치로부터 미리 설정된 얼굴 인식 정보에 대한 탬플릿을 수신하는 단계;
수신된 탬플릿을 상기 얼굴 영역에서 추출된 얼굴 패턴에 매칭하는 단계; 및
상기 매칭 결과에 따라서 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법.The method of claim 15, wherein the extracting the feature points from the recognized face area comprises:
Receiving a template for face recognition information preset from a content providing device;
Matching the received template to a face pattern extracted from the face area; And
Extracting feature points from the face area according to the matching result;
Face recognition service method in a face recognition apparatus comprising a.
상기 추출된 특징점의 움직임에 따른 변화를 추적하여 특징점 움직임 벡터를 구하는 단계;
상기 특징점 움직임 벡터를 매개변수로 하여 얼굴의 표정 변화값들을 표현하는 단계; 및
상기 얼굴 표정 변화값들을 이용하여 표정을 인식하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법. The method of claim 14, wherein the recognizing the facial expression according to the change of the face comprises:
Obtaining a feature point motion vector by tracking a change according to the movement of the extracted feature point;
Expressing facial expression change values using the feature point motion vector as a parameter; And
Recognizing an expression using the facial expression change values;
Face recognition service method in a face recognition apparatus comprising a.
상기 얼굴 표정 변화값들 중 중간값을 통계적으로 검출하여 표정을 인식하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인식 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법. The method of claim 17, wherein recognizing the facial expression according to the change of the face comprises:
Recognizing an expression by statistically detecting a median value of the facial expression change values;
Face recognition service method in a face recognition apparatus further comprising a.
얼굴 인식 서비스 장치로 상기 촬영 영상을 전송하여, 상기 촬영 영상에서 인식한 얼굴의 표정 변화에 따른 표정 인식 결과를 수신하는 단계;
표정 인식 결과에 대응하는 기능을 실행하는 단계; 및
상기 기능 실행에 따른 얼굴 인식 서비스를 사용자에게 제공하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법.Obtaining a captured image through a moving image captured image;
Transmitting the photographed image to a face recognition service device, and receiving a facial expression recognition result according to a facial expression change recognized in the photographed image;
Executing a function corresponding to a facial expression recognition result; And
Providing a face recognition service to a user according to the execution of the function;
Face recognition service method in a terminal device comprising a.
상기 촬영 영상에서 얼굴 영역을 추출하여 얼굴을 인식하는 단계;
인식된 얼굴 영역에서 특징점을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 특징점을 추적하여 얼굴 변화에 따른 표정을 인식하는 단계 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치에서의 얼굴 인식 서비스 방법. 20. The method of claim 19,
Recognizing a face by extracting a face region from the captured image;
Extracting feature points from the recognized face region; And
And recognizing an expression according to a face change by tracking the extracted feature points.
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KR101484190B1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-01-20 | 한국과학기술원 | System and method for supporting appreciation of moving picture contents with human reaction and computer readable storage medium storing program executing the same |
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