KR20230045633A - A computer program for simulating hairstyles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 헤어 스타일 시뮬레이션 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인공지능 모델 기반 민머리 변환 및 이를 활용한 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to a hair style simulation computer program. More specifically, the present invention relates to artificial intelligence model-based bald hair transformation and a program for executing a realistic hair style simulation using the same on a computer.
가상의 모발 이미지를 이용한 가상 헤어스타일링 서비스는 가상의 모발 이미지를 제작하는 데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 발생하여 이러한 문제점을 해결할 필요성이 제기되고 있다.A virtual hair styling service using a virtual hair image has a problem in that it takes a lot of time and money to produce a virtual hair image, and a need to solve this problem has been raised.
또한, 사람의 머리 영상에서 추출한 가상의 모발 이미지는 단순한 이진 마스크 또는 바이너리 마스크에 기반하여 추출되었기 때문에 모발 이미지의 품질이 현저하게 낮은 문제가 있었다.In addition, since the virtual hair image extracted from the human head image is extracted based on a simple binary mask or binary mask, the quality of the hair image is remarkably low.
또한, 가상의 모발 이미지는 고객의 머리 또는 얼굴에 자연스럽게 중첩되지 않아 어색함이 발생하는 문제점이 있어 이를 해결할 필요성이 제기되고 있다.In addition, there is a problem in that the virtual hair image does not naturally overlap with the customer's head or face, causing awkwardness, and there is a need to solve this problem.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 사람의 헤어 이미지에서 머리카락을 제거한 사람의 민머리 이미지를 AI 알고리즘을 통해 변환하고, 이에 기초한 현실감 있는 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 장치 및 그 동작 방법과, 그 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and converts a bald head image of a person with hair removed from a person's hair image through an AI algorithm, and a realistic hair style simulation device based thereon and a method of operating the same And, the purpose is to provide a computer program for executing the method on a computer and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 헤어 스타일 시뮬레이션 장치에 있어서, 민머리 변환 모델을 구축하는 학습 모델 구축부; 사용자 이미지로부터 상기 민머리 변환 모델 기반의 두상 정보를 생성하는 두상 생성부; 및 상기 두상 정보 및 상기 사용자 이미지에 대응하는 사용자 분석 정보에 기초하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행하는 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 제공부를 포함한다.An apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a hair style simulation device, comprising: a learning model building unit for building a bald head conversion model; a head image generating unit generating head image information based on the bald head transformation model from a user image; and a realistic hair style simulation providing unit that performs a realistic hair style simulation based on the head image information and user analysis information corresponding to the user image.
또한, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 헤어 스타일 시뮬레이션 방법에 있어서, 민머리 변환 모델을 구축하는 단계; 사용자 이미지로부터 상기 민머리 변환 모델 기반의 두상 정보를 생성하는 단계; 및 상기 두상 정보 및 상기 사용자 이미지에 대응하는 사용자 분석 정보에 기초하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한다.In addition, a method according to an embodiment of the present invention for solving the above problem, in the hair style simulation method, constructing a bald hair conversion model; generating head image information based on the bald head transformation model from a user image; and performing realistic hair style simulation based on the head image information and user analysis information corresponding to the user image.
또한, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.In addition, the method according to the embodiment of the present invention for solving the above problems may be implemented as a computer readable recording medium and a computer program for executing the method on a computer.
본 발명의 실시 예에 따르면, 민머리 변환 모델을 구축하고, 사용자 이미지로부터 상기 민머리 변환 모델 기반의 두상 정보를 생성하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a realistic hair style simulation may be performed by constructing a bald hair transformation model and generating head image information based on the bald hair transformation model from a user image.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면, 사람의 헤어 이미지에서 머리카락을 제거한 사람의 민머리 이미지를 AI 알고리즘을 통해 변환하고, 이에 기초한 현실감있는 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, it is possible to convert a bald head image of a person whose hair has been removed from a person's hair image through an AI algorithm, and provide a realistic and realistic hair style simulation device based on the AI algorithm and an operation method thereof. .
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어 시뮬레이션 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어 세뮬레이션 장치의 각 요소별 동작을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an entire system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a hair simulation device according to an embodiment of the present invention in more detail.
3 to 11 are diagrams for explaining in detail the operation of each element of the hair simulation device according to an embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can invent various devices that embody the principles of the present invention and fall within the concept and scope of the present invention, even though not explicitly described or shown herein. In addition, it is to be understood that all conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and not limited to such specifically listed embodiments and conditions. It should be.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Further, it should be understood that all detailed descriptions reciting specific embodiments, as well as principles, aspects and embodiments of the present invention, are intended to encompass structural and functional equivalents of these matters. In addition, it should be understood that such equivalents include not only currently known equivalents but also equivalents developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc., are meant to be tangibly represented on computer readable media and represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly depicted. It should be.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of various elements shown in the drawings including functional blocks represented by processors or similar concepts may be provided using dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in conjunction with appropriate software. When provided by a processor, the functionality may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of separate processors, some of which may be shared.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be construed as exclusively citing hardware capable of executing software, but without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software (ROM), random access memory (RAM) and non-volatile memory. Other hardware for the governor's use may also be included.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of this specification, components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include, for example, a combination of circuit elements performing the functions or all types of software including firmware/microcode, etc. It is intended to include any method that performs the function of performing the function, combined with suitable circuitry for executing the software to perform the function. Since the invention defined by these claims combines the functions provided by the various enumerated means and is combined in the manner required by the claims, any means capable of providing such functions is equivalent to that discerned from this disclosure. should be understood as
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an entire system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전체 시스템은 미러 디스플레이 장치(100), 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600) 및 인공지능 모델(700)을 포함할 수 있다.The entire system according to an embodiment of the present invention may include a
실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공을 위해, 각 미러 디스플레이 장치(100), 인공지능 모델(700)과 유/무선 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 상호간 통신을 수행할 수 있다.The realistic hair simulation device 600 may be connected to each
여기서 상기 각 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radiocommunication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.Here, each network is a Local Area Network (LAN), a Wide Area Network (WAN), a Value Added Network (VAN), a Personal Area Network (PAN), a mobile communication network ( It can be implemented in all types of wired/wireless networks, such as a mobile radiocommunication network) or a satellite communication network.
미러 디스플레이 장치(100)는, 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 패드(smart pad), 노트북 컴퓨터(laptop computer), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Media Player) 중 어느 하나의 개별적 기기, 또는 특정 장소에 설치되는 키오스크 또는 거치형 디스플레이 장치와 같은 공용화된 디바이스 중 적어도 하나의 멀티 디바이스일 수 있으며, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)로 사용자 정보를 제공하고, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)로부터 처리된 정보를 수신하여 출력할 수 있다.The
이와 같은 시스템 구성에 있어서, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 민머리 변환 모델을 인공지능 모델(700)로서 구축하고, 미러 디스플레이 장치(100)로부터 수신되는 사용자 이미지로부터 상기 민머리 변환 모델 기반의 두상 정보를 생성하며, 상기 두상 정보 및 상기 사용자 이미지에 대응하는 사용자 분석 정보에 기초하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행한다.In such a system configuration, the realistic hair simulation device 600 constructs the bald head conversion model as the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 미용실 등 대상 시설에 설치된 미러 디스플레이 장치(100)와 통신 네트워크(N)를 통해 미러 디스플레이 장치(100)를 사용하는 고객(이하 "고객"이라고 총칭 한다.)의 개인 정보를 관리하는 개인 정보 관리 서버(200), 고객 등에게 유익하다고 판단되는 광고 정보를 제공하는 광고 제공 서버(300), 고객에게 제공하는 샴푸와 화장품의 소재 등의 미용 관련 상품(이하 "상품" 이라고 총칭 한다.)을 관리하는 상품 서버(400)를 구비하고 있다. 또한, 통신 네트워크(N)는 미러 디스플레이 장치(100), 개인 정보 관리 서버(200), 광고 제공 서버(300), 상품 서버(400) 사이에서 서로 정보를 주고받을 수 있는 통신망을 포함한다. 본 명세서에서 개시되는 네트워크는 예를 들어, 무선 네트워크, 유선 네트워크, 인터넷과 같은 공용 네트워크, 사설 네트워크, 모바일 통신 네트워크용 광역 시스템(Global System for Mobile communication network; GSM) 네트워크, 범용 패킷 무선 네트워크(General Packet Radio Network; GPRN), 근거리 네트워크(Local Area Network; LAN), 광역 네트워크(Wide Area Network; WAN), 거대도시 네트워크(Metropolitan Area Network; MAN), 셀룰러 네트워크, 공중 전화 교환 네트워크(Public Switched Telephone Network; PSTN), 개인 네트워크(Personal Area Network), 블루투스, Wi-Fi 다이렉트(Wi-Fi Direct), 근거리장 통신(Near Field communication), 초 광 대역(Ultra-Wide band), 이들의 조합, 또는 임의의 다른 네트워크일 수 있지만 이들로 한정되는 것은 아니다.In addition, the system according to an embodiment of the present invention is a
개인 정보 관리 서버(200)는 예를 들면, 연산 처리 능력이 높은 컴퓨터에 의해 구성되고 그 컴퓨터에서 소정의 서버용 프로그램을 실행하여 서버 기능을 실현하는 것이다. 여기서, 개인 정보 관리 서버(200)를 구성하는 컴퓨터는 반드시 하나일 필요는 없고, 통신 네트워크(N)에 분산된 여러 대의 컴퓨터로 구성될 수 있다. 개인 정보 관리 서버(200)는 각 시설(본 실시 예에서는 미용실로 가정함)에 설치된 미러 디스플레이 장치(100)와 통신 네트워크(N)를 통해 연결되어 있다. 개인 정보 관리 서버(200)는 각 시설의 고객의 개인 정보를 관리하는 개인 정보 DB와 CPU, ROM, RAM 등으로 구성된 프로세서를 구비하고 있다. 개인 정보 DB에는 고객 관리 테이블(TA1)이 포함되어 있다. 또한, 개인 정보 관리 서버(200)도 고객이 과거에 방문한 일자 정보와 해당 방문 일자에 시술받은 헤어 스타일 정보를 저장할 수 있다. 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서 구현될 수 있다.The personal
또한, 본 실시 예에서는 여러 미용실에 미러 디스플레이 장치(100)가 도입되는 상태를 예시하지만, 미용실 점포의 수는 하나 일 수 있다. 물론, 미러 디스플레이 장치(100)가 설치되는 장소로는 미용실로 제한하는 것이 아니며 미러 디스플레이 장치(100)를 도입하는 각종 시설(의류 관련 점포나 헬스 클럽, 엔터테인먼트 시설 등)에 적용 가능하다.Also, in this embodiment, a state in which the
광고 제공 서버(300)는 미러 디스플레이 장치(100)로부터 전송된 고객의 개인 정보를 바탕으로 미리 설정된 광고 선택 알고리즘에 따라 고객에게 적합한 광고를 선택할 수 있다. 예를 들어 설명하자면, 광고 제공 서버(300)는 고객의 개인 정보에 포함되는 성별, 연령 등을 이용하여 해당 세대에 가장 인기있는 스포츠와 요리, 주택 등에 관한 광고 정보를 한 개, 또는 다른 여러 개를 선택할 수 있다.The advertisement providing server 300 may select an advertisement suitable for the customer according to a preset advertisement selection algorithm based on the customer's personal information transmitted from the
그리고, 광고 제공 서버(300)는 선택된 하나 또는 하나 이상의 광고 정보를 해당 점포의 미러 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다.And, the advertisement providing server 300 may transmit the selected one or more advertisement information to the
상품 서버(400)는 예를 들면, 서버 컴퓨터 등으로 구성되어 상품 DB와 CPU, ROM, RAM 등으로 이루어지는 프로세서를 갖추고 있다. 상품 DB에는 립이나 아이섀도 등의 화장품, 샴푸와 컨디셔너 같은 헤어 케어 용품, 프로틴 제품 및 트레이닝 상품 등의 헬스케어 용품 등 상품에 대해 각 상품의 식별 ID 및 재고 상황, 수주 상황 등을 관리하는 상품 관리 테이블(TA2)이 등록되어 있다. 또한, 저장 장치에 저장되는 전자 카탈로그는 상품 서버(400)의 상품 DB에 저장되어 미러 디스플레이 장치(100)로 전송될 수도 있다.The product server 400 is composed of, for example, a server computer and has a product DB and a processor including CPU, ROM, and RAM. In the product DB, product management that manages the identification ID of each product, inventory status, order status, etc. A table TA2 is registered. Also, the electronic catalog stored in the storage device may be stored in the product DB of the product server 400 and transmitted to the
이와 같은 처리에 따라, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 기 구축된 인공지능 모델(700)을 기반으로, 미러 디스플레이 장치(100)를 통한 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 사용자의 두상에 적합한 맞춤형 헤어 스타일 추천 및 컬러 변경 시뮬레이션 등이 제공될 수 있다.According to this process, the realistic hair simulation device 600 can provide a realistic hair style simulation through the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어 시뮬레이션 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a hair simulation device according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 2를 참조하면, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 데이터 수집부, 학습 모델 구축부, 민머리 변환 기반 두상 생성부, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 제공부, 컬러 시뮬레이션 제공부 및 스타일 API 제공부를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the realistic hair simulation device 600 includes a data collection unit, a learning model construction unit, a bald head conversion based head generation unit, a realistic hair style simulation providing unit, a color simulation providing unit, and a style API providing unit. do.
데이터 수집부는, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)의 동작을 위한 데이터 및 학습 데이터를 수집한다.The data collection unit collects data and learning data for operation of the realistic hair simulation device 600 .
그리고, 학습 모델 구축부는, 사전 수집된 인공지능 학습 데이터를 컨볼루션 처리하여, 민머리 변환을 위한 상기 민머리 변환 모델의 모델 아키텍처를 구축한다. 구축된 아키텍처는 인공지능 모델(700)을 통해 저장 및 관리될 수 있다.And, the learning model construction unit constructs a model architecture of the bald transformation model for the bald transformation by convolutional processing the artificial intelligence learning data collected in advance. The built architecture can be stored and managed through the
또한, 민머리 변환 기반 두상 생성부는, 머리카락 및 배경 영역을 세분화한 상기 사용자 이미지를 상기 민머리 변환 모델에 적용하여, 상기 머리카락 및 배경 영역이 두상 영역으로 인페인팅된 두상 이미지 기반의 상기 두상 정보를 생성한다.In addition, the bald head conversion-based head generation unit generates the head image based on the head image in which the hair and background regions are inpainted as head regions by applying the user image in which the hair and background regions are subdivided to the bald head conversion model. .
그리고, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 제공부는, 상기 사용자 분석 정보로부터 획득되는 패션 특징 정보 또는 생체 정보 분석 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행한다.The realistic hair style simulation providing unit performs a customized hairstyle simulation using at least one of fashion feature information and biometric information analysis information obtained from the user analysis information.
여기서, 상기 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 제공부는, 상기 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션을 위한 헤어 스타일 검색어 정보를 수집할 수 있다.Here, the realistic hair style simulation providing unit may collect hair style search word information for the customized hairstyle simulation.
나아가, 상기 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 제공부는, 상기 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션의 선호도 점수를 평가하여 추천 서비스를 제공하는 선호도 점수 예측 모델 처리부를 포함할 수도 있다.Furthermore, the realistic hair style simulation providing unit may include a preference score prediction model processing unit that evaluates preference scores of the customized hairstyle simulation and provides a recommendation service.
스타일 API 제공부는, 미러 디스플레이 장치(100)와, 기타 다양한 사용자 단말로부터의 API 요청에 대응하는 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 정보를 생성하여, API 응답을 처리할 수 있다. 예를 들어, 스타일 API 제공부는 가상 염색 체험 API, 헤어 스타일 정보 API, 헤어 시뮬레이션 API를 제공할 수 있다.The style API provider may process API responses by generating realistic hair style simulation information corresponding to API requests from the
이에 따라 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 민머리 변환 기반의 두상 이미지 생성을 통해, 보다 현실감있는 헤어 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 사용자의 패션이나 생체 특징에 적합한 스타일을 추천할 수 있고, 이에 대응하는 컬러 변환과 상품 추천 서비스 등을 효과적으로 제공할 수 있다.Accordingly, the realistic hair simulation device 600 can provide a more realistic hair simulation through generating a head image based on bald head conversion, and can recommend a style suitable for the user's fashion or biological characteristics, and respond accordingly. It is possible to effectively provide color conversion and product recommendation services.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어 시뮬레이션 장치의 각 요소별 동작을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.3 to 11 are diagrams for explaining the operation of each element of the hair simulation device according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 인물 사진/영상이 입력되면 대상을 인식하여 생성된 가상 두상과, 선호도 기반 스타일 추천 헤어의 소재 이미지를 합성하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 두상 생성을 위한 헤어 추출 모델 처리부, 헤어 영역 인식부, 헤어 이미지 추출부, 헤어 영역 제거부, 이미지 인페인팅부, 가상 두상 생성부를 포함하고, 스타일 추천을 위한 대상 인식부, 패션 특징 분석 모델 처리부, 생체 정보 분석 모델 처리부, 선호도 점수 예측 모델 처리부, 헤어 스타일 데이터베이스부 및 선호도 기반 스타일 추천부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the realistic hair simulation device 600 according to an embodiment of the present invention synthesizes a virtual head image generated by recognizing an object when a portrait photo/video is input and a material image of hair style recommendation based on preference. Accordingly, it is possible to provide realistic hair style simulation, including a hair extraction model processing unit for head generation, a hair region recognition unit, a hair image extraction unit, a hair region removal unit, an image inpainting unit, and a virtual head generation unit. It may include a target recognizing unit for recommendation, a fashion feature analysis model processing unit, a biometric information analysis model processing unit, a preference score prediction model processing unit, a hair style database unit, and a preference-based style recommendation unit.
또한, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 컬러 시뮬레이션 제공부의 헤어 마스크 생성부, 헤어 컬러 트랜스퍼 처리부의 구동을 통해 컬러 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 헤어 소재 분석 정보는 저장 관리되어 헤어 스타일 데이터베이스로 전달될 수 있다.In addition, the realistic hair simulation device 600 may provide color simulation by driving the hair mask generation unit of the color simulation providing unit and the hair color transfer processing unit, and the hair material analysis information is stored and managed and transmitted to the hair style database. It can be.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)의 스타일 API 제공부를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a style API providing unit of the realistic hair simulation device 600 according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 스타일 API 제공부는, 미러 디스플레이 장치(100)와, 기타 다양한 사용자 단말로부터의 API 요청에 대응하는 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션 정보를 생성하여, API 응답을 처리할 수 있다. 예를 들어, 스타일 API 제공부는 가상 염색 체험 API, 헤어 스타일 정보 API, 헤어 시뮬레이션 API를 제공할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the style API provider may generate realistic hair style simulation information corresponding to API requests from the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 학습 모델 구축부를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a learning model building unit according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 학습 모델 구축부는, 부분 컨볼루션 처리와, 게이트 컨볼루션 처리를 수행할 수 있으며, 이를 분류 및 결합하여 민머리 변환을 위한 모델 아키텍처를 구축할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the learning model building unit according to an embodiment of the present invention may perform partial convolution processing and gate convolution processing, and classify and combine them to construct a model architecture for shaved head transformation. .
그리고, 도 6 및 도 7은 헤어 영역 인식 및 민머리 변환 기반 두상 생성에 따른 헤어 스타일 합성과정을 나타낸다.And, FIGS. 6 and 7 show a hair style synthesis process according to hair region recognition and head generation based on bald hair transformation.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 민머리 변환 기반 두상 생성부는, 머리카락 및 배경 영역 세분화부, 민머리 변환 수행부, 두상 생성 모델링부 및 두상 영역 추론부를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 6 , the bald head transformation-based head generation unit according to an embodiment of the present invention may include a hair and background region segmentation unit, a bald head transformation execution unit, a head generation modeling unit, and a head region inference unit.
머리카락 및 배경 영역 세분화부는, 예를 들어 그랩컷(GrabCut) 알고리즘을 이용하여 모발 영역을 추출할 수 있으며 추출된 모발 영역의 경계에 대해서 알파 매팅(alpha matting)을 적용하여 모발 영역의 머리카락을 미세하게 그리고 자연스럽게 표현할 수 있다. 머리카락 영역은 그 모양이 다양하고 얼굴 영역과 항상 붙어있기 때문에 바운딩박스(bounding box) 설정, 즉 추출 영역의 지정만으로는 모발 영역을 정확하게 추출하는 데 어려움이 있다. 머리카락은 아주 미세하고 복잡한 경계를 가지고 있기 때문에 이진 영상으로만 표현하기에는 한계가 발생한다. 따라서, 세분화부는 모발 영역에서 각 픽셀의 투명도 값(alpha value)에 기초하여 모발 영역의 머리카락을 배경 영상과 합성하는 알파 매팅(alpha matting)을 적용할 수 있다. 알파 매팅을 적용할 경우, 대상 영역에 대해서 이진 영상이 아닌 최소 8bit의 gray 영상으로 표현되는 투명도를 계산할 수 있으며, 이를 통해 머리카락의 미세한 디테일을 표현할 수 있게 된다. 일반적으로 영상은 전경(F)과 배경(B), 및 투명도()의 선형결합으로 표현할 수 있으므로, 로 표현되고, 이를 이용하여 를 산출할 수 있다. 여기에서, 대상 영상에 대한 바이너리 맵(binary map)을 확장하여 트리 맵(trimap)을 생성할 수 있고, 이를 이용하여 F와 B를 계산할 수 있으며, 각 픽셀의 RGB 값이 3차원 벡터임으로 전술한 픽셀 값(I)의 수식을 변경하여 각 픽셀의 투명도()를 계산할 수 있다.The hair and background region subdivision unit may extract the hair region using, for example, a GrabCut algorithm, and finely refine the hair in the hair region by applying alpha matting to the boundary of the extracted hair region. And you can express yourself naturally. Since the hair region has various shapes and is always attached to the face region, it is difficult to accurately extract the hair region only by setting a bounding box, that is, specifying an extraction region. Since hair has very fine and complex boundaries, there are limitations in expressing it only in binary images. Accordingly, the segmentation unit may apply alpha matting that combines the hair of the hair region with the background image based on the alpha value of each pixel in the hair region. When alpha matting is applied, transparency expressed as a gray image of at least 8 bits instead of a binary image can be calculated for the target area, and fine details of the hair can be expressed through this. In general, an image has a foreground (F) and a background (B), and transparency ( ) can be expressed as a linear combination of is expressed as, using this can be calculated. Here, a tree map can be created by extending a binary map for the target image, F and B can be calculated using this, and since the RGB value of each pixel is a 3-dimensional vector, as described above, By changing the formula of the pixel value (I), the transparency of each pixel ( ) can be calculated.
그리고, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는, 대상 영상의 각 픽셀의 투명도 값을 이용하여 0 내지 1의 값을 가지는 마스크를 생성한 뒤, 생성된 마스크에 기초하여 모발 영역(1250)을 새로운 배경 영상과 합성한 합성 영상을 생성할 수 있다. 투명도 값 는 이므로 수학식 를 통해서 산출할 수 있다. 여기에서,는 픽셀 값, 는 전경 영상, 는 배경 영상이다. 따라서, 제어부(530)는 합성 영상의 각 픽셀 값()을 수학식 을 통해서 산출할 수 있다. 여기에서, 는 합성할 배경 영상이다.Then, the realistic hair simulation device 600 generates a mask having a value of 0 to 1 using the transparency value of each pixel of the target image, and then, based on the generated mask, the hair region 1250 is created as a new background. A synthesized image synthesized with an image may be generated. transparency value Is so the equation can be calculated through From here, is the pixel value, is the foreground image, is the background image. Therefore, the controller 530 controls each pixel value of the synthesized image ( ) to the equation can be calculated through From here, is the background image to be synthesized.
한편, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)의 사용자 정보 맞춤형 시뮬레이션을 위한 생체 특성 분석 및 패션 특징 분석 과정을 나타낸다.Meanwhile, FIGS. 8 to 10 show biological characteristics analysis and fashion characteristics analysis processes for user information customized simulation of the realistic hair simulation device 600 according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는 사용자의 생체 특성(얼굴형, 나이 피부색 등)과 패션 특징을 분석하여, 만족감 높은 헤어 스타일 시뮬레이션을 사용자 맞춤형으로 제공할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the realistic hair simulation device 600 according to an embodiment of the present invention analyzes the user's biological characteristics (face shape, age, skin color, etc.) and fashion characteristics to provide customized hair style simulation with high satisfaction. can be provided with
이를 위해, 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)는 CNN 모델 기반의 멀티라벨 분류기를 이용한 얼굴 임베딩 처리, CNN을 이용한 회귀분석 기반의 특징점 추출 처리, 이진 분류기를 이용한 추천 정보 처리, 이미지 인페이팅 기술을 이용한 헤어 합성 처리를 수행할 수 있다.To this end, the realistic hair simulation device 600 uses face embedding processing using a multi-label classifier based on a CNN model, feature point extraction processing based on regression analysis using a CNN, recommendation information processing using a binary classifier, and image infating technology. It is possible to perform a hair synthesis treatment using
도 9는 생체 특성 분석 모델을 보다 구체적으로 도시한 것으로, 얼굴 검출 기술을 이용하여, 인종 성별, 나이, 피부 등의 기본 정보를 추출하는 기본 정보 추출부와, 얼굴의 형태, 눈동자 크기, 색상 등의 생체적 특징을 추출하는 얼굴 특징 추출부를 포함할 수 있다.9 shows a biometric characteristic analysis model in more detail, using a face detection technology, a basic information extraction unit for extracting basic information such as race, gender, age, skin, etc., face shape, pupil size, color, etc. It may include a facial feature extraction unit that extracts the biometric features of.
도 10은 패션 특징 분석 모델을 보다 구체적으로 도시한 것으로, 착용 의상 추출부는 휴먼 세그멘테이션 모델 기반의 착용 의상 정보를 추출할 수 있으며, 패션 특징 분석부는 착용 의상 이미지로부터 특징점을 추출하여 분류할 수 있다.10 shows a fashion feature analysis model in more detail. The wearing clothes extractor can extract worn clothes information based on the human segmentation model, and the fashion feature analyzer can extract and classify feature points from the worn clothes image.
한편, 도 11은 실감형 헤어 시뮬레이션 장치(600)의 선호도 점수 예측 모델을 보다 구체적으로 도시한 것으로, 선호도 점수 예측 모델은 인물 사진과 머리 스타일이 잘 어울리는지 여부, 얼굴과 패션 스타일이 어울리는지 여부 등을 점수화하여 산출할 수 있다. 이는 전문가를 통한 선호도 점수 측정 기반의 데이터셋 학습을 수행하여 생성된 모델을 이용할 수 있으며, 얼굴 임베딩 벡터, 얼굴 특징점 및 머리 스타일을 입력 정보로 하고, 점수를 출력 정보로 하는 선호도 예측 모델이 인공지능 학습 기반으로 미리 생성될 수 있다.On the other hand, FIG. 11 shows the preference score prediction model of the realistic hair simulation device 600 in more detail. The preference score prediction model determines whether a portrait and hair style match well, and whether a face and fashion style match well. etc. can be calculated by scoring. This can use a model created by performing dataset learning based on preference score measurement through an expert, and a preference prediction model that uses face embedding vectors, facial feature points, and hair styles as input information and scores as output information. It can be created in advance on a learning basis.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.The method according to the present invention described above may be produced as a program to be executed on a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, and magnetic tape. , floppy disks, and optical data storage devices.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer-readable recording medium is distributed to computer systems connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
Claims (5)
사전 수집된 인공지능 학습 데이터를 컨볼루션 처리하여, 민머리 변환을 위한 상기 민머리 변환 모델의 모델 아키텍처를 구축하여 민머리 변환 모델을 구축하는 단계;
머리카락 및 배경 영역을 세분화한 사용자 이미지를 상기 민머리 변환 모델에 적용하여, 상기 머리카락 및 배경 영역이 두상 영역으로 인페인팅된 두상 이미지 기반의 상기 두상 정보를 생성하는 단계;
상기 두상 정보 및 상기 사용자 이미지에 대응하는 사용자 분석 정보에 기초하여, 실감형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및
상기 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션의 선호도 점수를 평가하여 추천 서비스를 제공하는 선호도 점수 예측 모델 처리단계를 포함하는
헤어 스타일 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.As a program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer,
constructing a bald transformation model by constructing a model architecture of the bald transformation model for bald transformation by convolutional processing of pre-collected artificial intelligence training data;
generating the head image information based on a head image in which the hair and background regions are inpainted as head regions by applying a user image in which hair and background regions are subdivided to the bald head conversion model;
performing realistic hair style simulation based on the head image information and user analysis information corresponding to the user image; and
A preference score prediction model processing step of evaluating the preference score of the customized hairstyle simulation and providing a recommendation service
A program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer.
상기 수행하는 단계는,
상기 사용자 분석 정보로부터 획득되는 패션 특징 정보 또는 생체 정보 분석 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는
헤어 스타일 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.According to claim 1,
The above steps are
Performing a customized hairstyle simulation using at least one of fashion feature information or biometric information analysis information obtained from the user analysis information
A program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer.
상기 수행하는 단계는,
상기 맞춤형 헤어 스타일 시뮬레이션을 위한 헤어 스타일 검색어 정보를 수집하는 단계를 포함하는
헤어 스타일 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.According to claim 2,
The above steps are
Collecting hair style search word information for the customized hairstyle simulation
A program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer.
상기 수행하는 단계는,
사용자 정보 분석을 위하여 생체 특성 분석 모델을 구축하고, 생체 특성 분석 모델에 사용자의 이미지를 적용하여 얼굴 검출에 의거한 인종 성별, 나이, 피부 등의 기본 정보를 추출하는 기본 정보 추출부와, 얼굴의 형태, 눈동자 크기, 색상 등의 생체적 특징을 추출하는
헤어 스타일 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.According to claim 1,
The above steps are
A basic information extraction unit that constructs a biometric characteristic analysis model for user information analysis, applies the user's image to the biometric characteristic analysis model, and extracts basic information such as race, gender, age, and skin based on face detection; Extracting biometric features such as shape, pupil size, and color
A program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer.
상기 수행하는 단계는,
사용자 정보 분석을 위하여 휴먼 세그멘테이션 모델 기반의 착용 의상 정보를 추출할 수 있으며, 패션 특징 분석부는 착용 의상 이미지로부터 특징점을 추출하여 분류하는 단계를 더 포함하는
헤어 스타일 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.According to claim 1,
The above steps are
For user information analysis, human segmentation model-based wearing clothing information may be extracted, and the fashion feature analysis unit further comprises extracting and classifying feature points from the wearing clothing image
A program for executing the operation method of the hair style simulation device on a computer.
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-
2021
- 2021-09-27 KR KR1020210126863A patent/KR20230045633A/en unknown
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