KR101444816B1 - Image Processing Apparatus and Method for changing facial impression - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법 및 장치는 얼굴의 아이덴티티를 유지한채 얼굴의 인상만을 변경시키는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르는 영상처리방법 및 장치는 각 그룹이 다수 개의얼굴 이미지를 포함하며, 얼굴형을 기준으로 분류된 복수 개의 그룹을 포함하는 데이터베이스를 이용하여, 얼굴 이미지 내에서 복수 개의 특징점과 거리벡터를 구하고, 인상점수 추정함수를 생성하여, 상기 복수 개의 특징점과 거리벡터를 수정하여 상기 얼굴 이미지를 변환하는 것을 특징으로 한다.An image processing method and apparatus for facial raising conversion according to an embodiment of the present invention aims at changing only an impression of a face while maintaining the identity of a face. An image processing method and apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of groups of feature points in a face image, each group including a plurality of face images and using a database including a plurality of groups classified on the basis of a face type, And a distance vector, generating an impression score estimation function, and modifying the plurality of feature points and the distance vector to convert the face image.
Description
본 발명의 실시예들은 이미지로 나타난 얼굴의 아이덴티티는 유지한 채, 얼굴의 인상(impression)만을 자동으로 변환시키기 위한 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법 및 영상처리장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an image processing method and an image processing apparatus for face-up conversion for automatically converting an impression of a face while maintaining the identity of a face represented by the image.
일반적으로 얼굴 영상은 개인의 특징을 가장 잘 나타낼 수 있으며, 의사소통을 쉽고 자연스럽게 만드는 매개체로 사용되어 왔다. 이러한 얼굴 영상의 응용 분야로는 출입 통제/보안 시스템, 범죄자 검색/몽타주 작성 시스템, 컴퓨터 인터페이스, 포토샵, 애니메이션 및 게임 등이 있다.In general, facial images can best represent individual characteristics and have been used as mediators to make communication easy and natural. Applications of these facial images include access control / security systems, criminal search / montage creation systems, computer interfaces, photoshop, animation and games.
특히, 몽타주 작성 시스템은 빠른 시간 내에 범인을 검거하는 것을 도움으로써, 국민 치안과 사회 질서 유지에 있어서 중요한 역할을 한다고 할 수 있다. 그러나, 목격자가 상황의 급박성으로 인해 매우 짧은 시간의 찰나를 목격하는 일이 많기 때문에, 목격자가 추상적인 증언을 하는 경우 정확한 몽타주를 작성하기 어렵다. 예를 들어, 목격자가 “험상궂게 생겼다”, “동안이다”, “예쁘다”등의 얼굴의 인상에 관해 증언을 하는 경우를 들 수 있다. Especially, montage writing system plays an important role in the public security and social order maintenance by helping arrest criminals in a short period of time. However, since witnesses often witness a very short period of time due to the urgency of the situation, it is difficult to create an accurate montage if the witness makes abstract testimony. For example, a witness may testify about the impression of a face such as "drowsy", "during", or "beautiful".
이러한 증언을 바탕으로 작성된 몽타주 이미지의 인상을 변경할 경우, 몽타주 작성자의 주관적인 관념에 의해 몽타주 이미지가 변경될 수 있다. 또한, 기존의 얼굴 변환 방법은 사용자가 눈, 코, 입 또는 얼굴형을 미리 정해진 데이터베이스에서 선택 및 조합하여 이루어져 왔기 때문에, 얼굴이 부자연스럽게 되거나, 얼굴형 등과 같은 많은 부분이 변경되어 원 얼굴의 정체성을 유지하지 못하게 될 수도 있다. 또한, 얼굴 변화 기저 모델을 미리 정의해 두고, 모델들의 선형 조합으로 얼굴 표정 등의 변화를 추구하는 기존의 방식도 존재하나, 이러한 방식은 특정 표정 변화를 재현하고 싶은 경우에 적합하지만, 전체적인 인상을 변화 할 때는 적합하지 않다.When changing the impression of the montage image based on such testimony, the montage image may be changed by the subjective idea of the creator of the montage. In addition, since the conventional face conversion method has been made by the user selecting and combining the eyes, nose, mouth, or face type from a predetermined database, the face becomes unnatural or many parts such as face type are changed, It may not be possible to keep it. There is also a conventional method of predicting changes in facial expressions and the like by linear combination of models by preliminarily defining a face change base model, but this method is suitable when it is desired to reproduce a specific facial expression change, Not suitable for change.
따라서, 기존의 방식으로는 얼굴의 인상을 변경하는 것은 시간이 오래 걸리고, 어려우며, 원 얼굴의 정체성을 벗어날 가능성이 높았기 때문에 이러한 점이 문제점으로 지적되어 왔다.
Therefore, it has been pointed out that changing the impression of the face in the conventional way is time consuming, difficult, and likely to escape the identity of the original face.
따라서 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 얼굴 이미지에 나타난 얼굴의 인상을 변경하는 경우, 원 얼굴의 아이덴티티(identity)를 유지한 채 자동으로 얼굴 인상을 변경시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, in order to solve the above problems, an embodiment of the present invention provides a system and method for automatically changing a face increase while maintaining the identity of the original face when changing the face impression displayed on the face image .
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법은 다수 개의얼굴 이미지를 포함하는 복수 개의 그룹이 얼굴형을 기준으로 분류되어 있는 데이터베이스를 이용하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법에 있어서, 데이터베이스 구축단계에서 평가자들로부터 인상점수를 획득하는 과정과 사용자로부터 입력된 얼굴 영상에 대한 인상 변화 단계로 크게 구분 되며, 인상점수 구축 단계에서는 데이터베이스 내의 얼굴 영상에 대한 특징점(Landmark point)들, 그 점들간의 거리 벡터 (distance vector), 그리고, 평가자에 의해 평가된 인상점수(impression score)가 초기에 저장되어야 한다. 그리고, 인상 변화 단계에서는, 사용자로부터 입력된 얼굴 이미지 내에서 복수 개의 특징점을 구하고, 상기 데이터베이스 내에서 상기 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 그룹을 결정함으로써 이미지 정보를 추출하는 단계; 상기 얼굴 이미지에 대하여 변화시킬 인상(impression)의 종류를 선택하면상기 인상의 종류와 상기 결정된 그룹의 정보를 바탕으로 인상점수 추정함수를 생성하는 단계; 및 상기 인상변화점수와 상기 인상점수 추정함수를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하여, 상기 입력된 얼굴 이미지의 아이덴티티(identity)를 유지하면서 사용자가 원하는 인상으로 상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing method for converting a face of a face into a plurality of groups including a plurality of face images, The image processing method for use in the face enhancement transformation is largely divided into a process of obtaining an impression score from the evaluators at the database building step and an impression change step of the face image inputted by the user. The landmark points for the image, the distance vector between the points, and the impression score evaluated by the evaluator should be stored initially. Extracting image information by obtaining a plurality of feature points in a face image input from a user and determining a group matching a face type of the inputted face image in the database in the impression change step; Generating an impression score estimation function based on the type of the impression and information of the determined group if the type of impression to be changed is selected for the face image; And modifying the position of the plurality of feature points through the impression change score and the impression score estimation function to convert the face image to a desired impression while maintaining the identity of the input face image; .
바람직하게는, 상기 얼굴 이미지의 아이덴티티는 얼굴형, 얼굴의 크기, 얼굴의 길이 및 얼굴의 표정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the identity of the face image includes a face type, a face size, a face length, and a facial expression.
또한, 상기 이미지 정보를 추출하는 단계는, 상기 복수 개의 특징점을 구한 후, 상기 복수 개의 특징점 중 임의의 이웃하는 두 개의 특징점 사이를 연결하는 거리벡터를 구하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of extracting the image information may further include obtaining the plurality of feature points and then obtaining a distance vector that connects any two neighboring feature points among the plurality of feature points.
또한, 상기 이미지 정보를 추출하는 단계는, 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 구한 후, 상기 데이터베이스에서 각 그룹 내의 얼굴 이미지에 대한 거리벡터들의 평균값이 되는 중심 벡터와 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산하는 단계; 및 상기 계산 값이 가장 작은 중심 벡터를 갖는 그룹을 상기 매칭하는 그룹으로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of extracting the image information may include calculating a distance vector of the input face image and then calculating a distance vector between the center vector that is an average value of the distance vectors of the face images in each group in the database, Calculating an Euclidean distance between the reference points; And determining the group having the smallest center value as the matching group.
또한, 상기 데이터베이스는 저장된 각 얼굴 이미지에 대하여 거리벡터 정보와 각 인상 종류마다 설정된 인상점수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the database may include distance vector information for each stored face image and information about an impression score set for each impression type.
또한, 상기 사용자가 입력하는 인상변화점수와 상기 데이터베이스의 얼굴 이미지에 대해 설정된 인상점수는 0 이상 1 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the impression score input by the user and the impression score set for the face image of the database are 0 to 1.
또한, 상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계는, 상기 인상점수 추정함수와 상기 인상변화점수를 통해 상기 거리벡터를 수정한 수정벡터를 획득하는 단계; 상기 수정벡터를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 단계; 및 상기 수정된 복수 개의 특징점과 상기 수정벡터를 바탕으로 상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of converting the face image may further include: obtaining a correction vector obtained by modifying the distance vector through the impression score estimation function and the impression change score; Modifying a position of the plurality of feature points through the correction vector; And transforming the face image based on the modified plurality of feature points and the correction vector. And a control unit.
또한, 상기 수정벡터를 획득하는 단계는, 상기 인상점수 추정함수에 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 입력하여 상기 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 획득하는 단계; 상기 획득된 인상점수에 상기 인상변화점수를 더한 값과 동일한 인상점수를 갖는 벡터를 구하여 수정벡터로 지정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of acquiring the correction vector may further include: inputting a distance vector of the input face image to the impression score estimation function to obtain an impression score of the input face image; Designating as a correction vector a vector having an impression score equal to the obtained impression score plus the impression change score; And a control unit.
또한, 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 단계는, 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터와 상기 수정벡터 간의 오차 값이 최소화되는 위치로 상기 복수 개의 특징점을 수정하는 것을 특징으로 한다.The modifying the positions of the plurality of feature points may modify the plurality of feature points to a position where an error value between the distance vector of the input face image and the correction vector is minimized.
또한, 다수 개의얼굴 이미지를 포함하는 복수 개의 그룹이 얼굴형을 기준으로 분류되어 있는 데이터베이스; 사용자로부터 얼굴 이미지와 상기 얼굴 이미지를 변경시킬 인상의 종류와 인상변화점수를 입력받는 사용자 입력부; 상기 입력된 얼굴 이미지 내에서 복수 개의 특징점을 구하고, 상기 데이터베이스 내에서 상기 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 그룹을 결정하는 이미지 정보 추출부; 상기 얼굴 이미지의 인상의 종류와 상기 결정된 그룹의 정보를 바탕으로 인상점수 추정함수를 생성하는 함수 생성부; 및 상기 인상변화점수와 상기 인상점수 추정함수를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하여, 상기 입력된 얼굴 이미지의 아이덴티티(identity)를 유지하면서 사용자가 원하는 인상으로 상기 얼굴 이미지를 변환하는 이미지 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A database in which a plurality of groups including a plurality of face images are classified based on a face type; A user input unit for inputting a face image from a user and a type of an impression for changing the face image and an impression change score; An image information extraction unit for obtaining a plurality of feature points in the input face image and determining a group matching the face type of the input face image in the database; A function generation unit for generating an impression score estimation function based on the type of impression of the face image and the determined group information; And an image conversion unit for modifying the position of the plurality of feature points through the impression change score and the impression score estimation function to convert the face image into an impression desired by the user while maintaining the identity of the input face image, ; And
또한, 상기 얼굴 이미지의 아이덴티티는 얼굴형, 얼굴의 크기, 얼굴의 길이 및 얼굴의 표정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the identity of the face image includes a face type, a face size, a face length, and a facial expression.
또한, 상기 이미지 정보 추출부는, 상기 복수 개의 특징점을 구하고, 상기 복수 개의 특징점 중 임의의 이웃하는 두 개의 특징점 사이를 연결하는 거리벡터를 구하는 특징점 및 거리벡터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The image information extracting unit may include a feature point extracting unit that obtains the plurality of feature points and obtains a distance vector connecting two adjacent feature points of the plurality of feature points.
또한, 상기 이미지 정보 추출부는, 상기 얼굴 이미지에 대한 거리벡터를 구한 후, 상기 데이터베이스에서 각 그룹 내의 얼굴 이미지에 대한 거리벡터들의 평균값이 되는 중심 벡터와 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산하여, 상기 계산 값이 가장 작은 중심 벡터를 갖는 그룹을 상기 매칭하는 그룹으로 결정하는 매칭그룹 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The Euclidean distance between the center vector, which is an average value of the distance vectors of the face images in each group in the database, and the distance vector of the input face image, And a matching group determining unit for determining the group having the smallest center value as the matching group by calculating the Euclidean distance.
또한, 상기 데이터베이스는 저장된 각 얼굴 이미지에 대하여 거리벡터 정보와 각 인상 종류마다 설정된 인상점수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the database may include distance vector information for each stored face image and information about an impression score set for each impression type.
또한, 상기 사용자가 입력하는 인상변화점수와 상기 데이터베이스의 얼굴 이미지에 대해 설정된 인상점수는 0 이상 1 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the impression score input by the user and the impression score set for the face image of the database are 0 to 1.
또한, 상기 이미지 변환부는, 상기 인상점수 추정함수에 상기 거리벡터를 입력하여 수정벡터를 출력으로 획득하여, 상기 수정벡터를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 이미지 정보 수정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The image transformation unit may include an image information modification unit for inputting the distance vector to the impression score estimation function to obtain a correction vector as an output and correcting the positions of the plurality of feature points through the correction vector. do.
또한, 상기 이미지 수정부는, 상기 인상점수 추정함수에 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 입력하여 상기 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 획득하고, 상기 획득된 인상점수에 상기 인상변화점수를 더한 값과 동일한 인상점수를 갖는 벡터를 구하여 수정벡터로 지정하는 수정벡터 획득부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The image modifying unit may further include a distance vector calculating unit that calculates a distance between a value obtained by adding the impression score to the obtained impression score and a value obtained by adding the impression score to the inputted impression score, And a correction vector obtaining unit for obtaining a vector having the same impression score and designating it as a correction vector.
또한, 상기 이미지 정보 수정부는, 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터와 상기 수정벡터 간의 오차 값이 최소화되는 위치로 상기 복수 개의 특징점을 수정하는 특징점 위치 수정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The image information modifying unit may include a minutia point position modifying unit for modifying the plurality of minutiae to a position where an error value between the distance vector of the input facial image and the correction vector is minimized.
종래기술이 사용자의 조작에 의해 수동적으로 이미지를 변화시키는 것에 비하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 영상처리장치는 자동적으로 원하는 이미지의 인상을 변화시킬 수 있다. 그리고, 종래기술의 경우 사용자가 수동적으로 조작한 이미지 변환은 부정확하며 오류가 많았던 데에 반해, 본 발명의 일 실시예는 다수 개의이미지의 인상에 대하여 점수화 해 놓은 데이터베이스를 바탕으로 이미지를 변환시키므로, 원 얼굴 이미지의 아이덴티티를 유지한 채 인상을 변환시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 다양한 종류의 인상에 대하여 변화시킬 수 있으며, 한 종류의 인상에 대하여 인상 변화 정도를 점수화시킬 수 있기 때문에, 인상 변화에 대한 사용자의 편의와 효율을 향상시킬 수 있다.
The image processing apparatus according to an embodiment of the present invention can automatically change the impression of the desired image, while the conventional technique manually changes the image by the user's operation. In contrast, in the prior art, image transformation manually operated by a user is inaccurate and error-prone, whereas an embodiment of the present invention transforms an image based on a database scored for impression of a plurality of images, The impression can be converted while maintaining the identity of the original face image. In addition, one embodiment of the present invention can change for various kinds of impression, and the impression change degree can be scored with respect to one kind of impression, thereby improving the convenience and efficiency of the user with impression change .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치에 입력가능한 인상의 종류와 각 인상들 간의 관계를 예시적으로 나타낸 도식도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따르는 특징점 및 거리벡터 추출부의 기능을 개념적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따르는 인상점수 추정함수의 일 예를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 5의 이미지 정보 추출 단계를 세부적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 5의 이미지 정보 수정 단계를 세부적으로 나타낸 순서도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴 인상 변환을 거치기 전의 일반적인 얼굴이미지이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴인상변환을 거친 후의 얼굴이미지이다.1 is a structural view of an image processing apparatus for face-up conversion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a relationship between impression types and impressions that can be input to an image processing apparatus for face-up conversion according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for conceptually explaining the functions of the minutiae and distance vector extraction unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing an example of an impression score estimation function according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an image processing method for face-up conversion according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a detailed flowchart of the image information extracting step of FIG.
7 is a detailed flowchart of the image information correction step of FIG.
FIG. 8A is a general face image before the face-up transformation according to an embodiment of the present invention is performed.
FIG. 8B is a face image after face-up transformation according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법 및 영상처리장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, an image processing method and an image processing apparatus for face up conversion according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 · 유사한 구성에 대해서는 동일 · 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위해 확대 또는 축소되어 도시될 수 있음이 고려되어야 한다. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. In addition, it should be considered that the components of the drawings attached hereto can be enlarged or reduced for convenience of explanation.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되므로 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다.As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification may be used to describe various components, but since the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, The elements are not limited by these terms.
본 발명의 일 실시예에 따르는 영상처리장치(100)는 사용자 입력부(110)와 영상처리부(120)를 포함한다. The
사용자 입력부(110)는 이미지 입력부(111)와 인상 선택부(112)를 포함하며, 키패드, 키보드, 마우스, 터치 스크린 등의 형태로 이루어져 사용자가 원하는 이미지와 점수 등을 입력가능 하도록 구성될 수 있다. The
이미지 입력부(111)는 사용자가 인상을 변경하고자 하는 얼굴 이미지를 입력받는 구성이다. 인상 선택부(112)는 사용자의 입력에 따라 변경하고자 하는 인상의 종류, 인상변화점수 등을 입력하는 구성이다. The
여기서 사용자가 입력할 수 있는 인상의 종류와 각 인상 간의 관계는 도 2와 같이 도식화될 수 있다. 도 2는 박스의 외곽에 기재된 “앳되다(x)”, “성숙하다(y)”, “날카롭다(w)”, “부드럽다(z)”에 대한 값이 지정될 경우, 자동적으로 박스의 내부에 기재된 “귀여움, 동안(a)”, “착하다(b)”, “따뜻하다(c)”... “새침하다(h)”과 같은 8개의 인상에 대한 값이 결정됨을 의미한다. 구체적으로, 각 인상에 대한 점수의 범위는 0부터 1까지 정규화되는데, x 및 y는 서로 상보적인 관계이며, w 및 z 역시 상보적인 관계이다. 예를 들어, x = 0.2인 경우, y = 1 - 0.2 = 0.8이다. 마찬가지로 w = 0.4인 경우 z = 0.6이다. 이때, a = x, b = x * 1/2 + z * 1/2, c = z, d = y * 1/2 + z * 1/2, e = y, f = y * 1/2 + w * 1/2, g = w, h = x * 1/2 + w * 1/2의 관계를 가지므로, a = 0.2, b = 0.4, c = 0.6, d = 0.7, e = 0.8, f = 0.6, g = 0.4, h = 0.3가 된다. (0 ≤a ~ h ≤1) 즉, 본 발명의 일 실시예에서, 인상변화점수와 인상의 종류는 사용자가 두 가지 인상(예를 들어, 앳되다, 부드럽다)에 대한 점수를 입력함으로써, 8가지 인상에 대한 점수로서 자동적으로 계산될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 각 인상 간의 상관관계는 인상에 관한 어휘와 얼굴의 구조간의 상관관계를 분석함으로써 정의된 것이다. 한편, 각 인상 간의 상관관계는 도 2의 예에 한하지 않으며 다양한 방식으로 정의될 수 있다.Here, the relationship between the type of impression that the user can input and each impression can be schematized as shown in FIG. Fig. 2 is a diagram showing an example in which when a value for "at least (x)", "mature (y)", "sharp (w)" and "smooth (z) Means that the values for the eight impressions, such as "cuteness, time (a)", "goodness (b)", "warmth (c)" ... " Specifically, the range of scores for each impression is normalized from 0 to 1, where x and y are complementary relationships, and w and z are also complementary relationships. For example, when x = 0.2, y = 1 - 0.2 = 0.8. Similarly, when w = 0.4, z = 0.6. In this case, a = x, b = x * 1/2 + z * 1/2, c = z, d = y * 1/2 + z * 1/2, e = y, f = a = 0.2, b = 0.4, c = 0.6, d = 0.7, e = 0.8, and f = = 0.6, g = 0.4, and h = 0.3. (0? A? H? 1) In other words, in one embodiment of the present invention, the impression change score and the type of impression can be determined by inputting scores for two impressions (for example, Can be automatically calculated as a score for the impression. The correlation between each impression as shown in FIG. 2 is defined by analyzing the correlation between the vocabulary and the structure of the face regarding the impression. On the other hand, the correlation between the impressions is not limited to the example of FIG. 2 and can be defined in various ways.
영상처리부(120)는 사용자 입력부(110)로부터 입력받은 얼굴 이미지를 처리하는 것으로서 구체적으로, 입력받은 얼굴 이미지의 인상을 사용자가 선택한 인상의 정도로 변화시키되, 입력된 얼굴 이미지의 아이덴티티는 유지하는 것을 특징으로 한다. 여기서 아이덴티티(identity)는 얼굴형, 얼굴의 크기, 얼굴의 길이 및 얼굴의 표정 등을 포함하는 개념이다. 영상처리부(120)는 이미지 정보 추출부 (121), 데이터베이스(122), 함수 생성부(123), 이미지 정보 수정부(124), 이미지 변환부(125) 및 표시부(126)를 포함한다. The
이미지 정보 추출부(121)는 사용자가 입력한 얼굴 이미지의 정보를 추출하는 것으로서, 얼굴 이미지의 정보에는 얼굴 이미지의 특징점과 거리벡터 및 데이터베이스(122) 내에서 입력된 얼굴 이미지가 속하는 그룹에 대한 정보가 있다. 그에 따라, 이미지 정보 추출부(121)는 특징점 및 거리벡터 추출부(121a)와 매칭그룹 결정부(121b)를 포함한다.The information of the face image inputted by the user is extracted by the image
특징점 및 거리벡터 추출부(121a)는 특징점 추출 알고리즘(예를 들어, AAM(Active Appearance Model), CLM(Constrained Local Model) 등)을 이용하여 사용자로부터 입력된 얼굴 이미지의 특징점과 거리벡터를 추출한다. 특징점은 얼굴의 이목구비와 같은 얼굴의 특징적인 부분을 의미하는 것으로서, 랜드마크 포인트(landmark point)라고도 불리운다. 특징점은 이목구비의 외곽, 색깔의 경계, 굴곡점, 명암의 차이 등을 바탕으로 추출되는 것이므로 일반적으로 복수 개로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 특징점은 75개~85개 정도가 추출되는 것이 바람직하다. 거리벡터는 임의의 이웃하는 두 개의 특징점 사이를 연결하는 벡터를 의미하는 것으로서, 얼굴 구조에 대하여 직관적인 정보를 제공한다. 도 3에는, 특정한 얼굴 이미지에 대한 거리벡터가 도시되어 있다. 도 3과 같이, 거리벡터를 얼굴 이미지 상에 나타내었을 경우, 2차원 메쉬를 나타내는 것과 같은 영상이 표현됨을 알 수 있다. 또한, 특징점이 복수개로 구성되므로 거리벡터 역시 복수 개로 구성된다. 따라서, 거리벡터는 복수 개의 차원(Dimension)으로 정의되며, 예를 들어, V1 벡터부터 Vn 벡터까지 n개의 벡터가 정의되는 경우 거리벡터 n차원의 벡터가 된다. The feature point and distance
매칭그룹 결정부(121b)는 데이터베이스(122)에 저장된 얼굴 이미지에 대한 그룹 중에 입력된 얼굴 이미지와 매칭하는 그룹을 결정한다. 데이터베이스(122)에는 다수 개의얼굴 이미지가 저장되어 있으며, 상기 이미지들은 모두 얼굴형을 기준으로 분류된다. 매칭그룹 결정부(121b)는 사용자로부터 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 얼굴형의 이미지가 집합된 그룹을 검색하고 결정한다. The matching
데이터베이스(122)는 전술한 바와 같이 다수 개의얼굴 이미지를 저장한다. 저장된 얼굴 이미지는 무표정의 정면 얼굴 이미지로서, 서로 다른 사람의 얼굴에 대한 것 일 수 있다. 또한, 저장된 얼굴 이미지는 적어도 100개가 넘는 것이 바람직하다. 한편, 저장된 얼굴 이미지 각각에는 인상점수가 미리 부여되어 있다. 예를 들어, 도 2의 박스 내에 포함된 8가지 인상에 대하여 점수가 부여되며, 0이상 1이하의 점수가 부여될 수 있다. 데이터베이스 구축자는 두 가지 인상에 대한 점수만을 입력함으로써, 각 얼굴 이미지마다 8가지 인상에 대한 인상점수를 입력할 수 있을 것이다. 예를 들어, 하나의 얼굴 이미지에 대하여 “앳되다 : 0.6점”,“부드럽다 : 0.4점”이 입력될 경우,“착하다 : 0.5점”...“따뜻하다 : 0.4점”등과 같이 점수가 부여될 수 있다. The
또한, 데이터베이스(122)는 저장된 각 얼굴 이미지의 특징점과 거리벡터에 대한 정보를 포함하며, 각 얼굴 이미지를 얼굴 사이즈를 기준으로 정규화(normalization)한 후, 얼굴형 별로 분류하여 복수 개의 그룹(122g)을 지정한다. 예를 들어, 복수 개의 그룹(122g)은 갸름한 형, 계란형, 둥근형, 타원형, 역삼각 형, 네모 형 등의 형태로 분류될 수 있다. 이러한 분류는 최초에 데이터베이스(122) 구축자에 의해 다수 개의 사진이 직접 분류되는 방식으로 이루어질 수 있으며, 특징점 등의 이미지 정보를 이용해 고속정보처리장치를 통해 자동으로 분류될 수 있다.In addition, the
함수 생성부(123)는 입력된 얼굴 이미지의 정보를 바탕으로 입력된 얼굴 이미지와 매칭하는 그룹의 정보와 사용자가 입력한 인상의 종류 및 데이터베이스에 저장되어 있는 인상점수를 이용하여 인상점수 추정함수를 생성한다. 인상점수 추정함수는 얼굴 이미지의 아이덴티티를 유지한 채로 변환될 인상의 정도를 알려주는 것으로서, 입력된 얼굴 이미지와 매칭하는 그룹 내의 이미지들을 바탕으로 설정되며, 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.The
수학식 1에서 w는 웨이트(weigth) 값이며, b는 상수값이고, 입력값 x는 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터이며 출력값 f(x)는 입력된 얼굴 이미지의 매칭그룹 내에서의 인상점수이다. 이때, w와 b는 인상점수 추정함수의 기울기값과 y절편값 등과 같은 변환 인자(factor)를 의미한다. 인상점수 추정함수는 복수 개의 차원에 대하여 정의된다. 따라서, 인상점수 추정함수가 수학식 1과 같이 개략적으로 표시되었으나, 인상점수 추정함수는 n차원의 입력에 대하여 1차원의 출력을 가진다. 예를 들어, n차원의 거리벡터 X1, X2, ..., Xn가 인상점수 추정함수에 입력될 경우, 그로 인한 출력은 Y가 된다. In Equation 1, w is a weight value, b is a constant value, the input value x is a distance vector of the input face image, and the output value f (x) is an impression score in the matching group of the input face image . In this case, w and b are conversion factors such as the slope value of the impression score estimation function and the y-intercept value. The impression score estimation function is defined for a plurality of dimensions. Thus, although the impression score estimation function is schematically shown as Equation 1, the impression score estimation function has a one-dimensional output for the n-dimensional input. For example, if the n-dimensional distance vectors X1, X2, ..., Xn are input to the impression score estimation function, the resulting output is Y. [
한편, 인상점수 추정함수는 입력된 얼굴 이미지와 매칭하는 그룹의 정보와 사용자가 입력한 인상의 종류 및 데이터베이스에 저장되어 있는 입력된 얼굴이미지에 대한 인상점수를 바탕으로 생성된다. 예를 들어, 입력된 얼굴 이미지가 타원형 얼굴 그룹과 매칭하며, 사용자가 “부드럽다 : 0.2점”,“성숙하다 : 0.4점”이라는 점수를 부여하여 “우아하다”이라는 인상에 대하여 0.3점의 점수가 부여된 경우, 인상점수 추정함수는 타원형 얼굴 그룹 내의 이미지들의 거리벡터와 데이터베이스 내에 저장된 우아함에 관한 인상점수를 이용하여 생성된다. 구체적으로, 도 4와 같이 우아함에 관한 인상점수를 Y축값(1차원 값)으로 하고 거리벡터를 X축값(n차원 값)으로 하는 좌표가 정의될 때, 타원형 얼굴 그룹 내에 있는 이미지들을 인상점수가 낮은 순에서 높은 순으로 정렬할 경우, 도 4와 같은 곡률을 가지는 그래프가 생성될 수 있다. 이때, 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터(Xa)를 입력할 경우, 출력으로서 Ya라는 인상점수가 나오게 된다. 만약 Ya가 0.5(중간값)라면, 입력된 얼굴 이미지는 타원형 얼굴 그룹 내에서 우아함에 관하여 중간 레벨을 갖는다는 것을 알 수 있다. 즉, 인상점수 추정함수를 통해 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 추정함으로써, 입력된 얼굴 이미지가 매칭 그룹 내에서 차지하는 인상의 비중이 어느 정도인지 추정할 수 있다. On the other hand, the impression score estimation function is generated based on the information of the group matching the input face image, the type of the impression inputted by the user, and the impression score of the inputted face image stored in the database. For example, if the input face image matches an elliptical face group and the user gives a score of "soft: 0.2 points", "mature: 0.4 points" and scores 0.3 points If given, the impression score estimation function is created using the distance vector of the images in the elliptical face group and the impression score related to the elegance stored in the database. Specifically, as shown in Fig. 4, when the coordinates of the impression score relating to elegance are defined as a Y-axis value (one-dimensional value) and the distance vector is defined as an X-axis value (n-dimensional value) When a graph is sorted from low to high, a graph having curvature as shown in FIG. 4 can be generated. At this time, when inputting the distance vector Xa of the input face image, an impression score of Ya is output as an output. If Ya is 0.5 (medium value), it can be seen that the input face image has an intermediate level with respect to elegance within the elliptical face group. That is, by estimating the impression score of the inputted face image through the impression score estimation function, it is possible to estimate the degree of the impression that the input face image occupies in the matching group.
이미지 정보 수정부(124)는 입력된 얼굴 이미지의 정보 중 거리벡터와 특징점을 수정하는 것으로서, 수정벡터 획득부(124a)와 특징점 위치 수정부(124b)를 포함한다. The image
수정벡터 획득부(124a)는 인상점수 추정함수와 사용자가 선택한 인상변화점수를 통하여 수정벡터를 획득한다. 이때, 수정벡터는 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 기초로 하여 수정된다. 도 3을 참조하여 설명하면, Xa와 Ya가 거리벡터의 입력값과 출력값인 경우, 수정벡터의 입력값과 출력값은 Xb와 Yb로 설정된다. 이때, Yb와 Ya간의 차이(d)는 사용자가 입력한 인상변화점수 값에 대응한다. 예를 들어, 사용자가 우아함에 대한 인상변화점수가 0.3점으로 지정되어 있는 경우, "Yb - Ya = 0.3" 되며 그러한 Yb값에 따라 Xb가 수정벡터로 설정된다. 그러므로, 수정벡터는 거리벡터의 근처값인 동시에 인상점수에 대하여 거리벡터보다 높다. The correction
특징점 위치 수정부(124b)는 수정벡터에 맞추어 최초의 특징점을 수정한다. 특징점 위치 수정부(124b) 는 거리벡터의 스칼라값과 수정벡터의 스칼라값의 차이가 최소가 되도록 특징점을 수정한다. 수정된 특징점은 수정벡터의 시작점이 되어 이미지 변환에 이용된다. The minutia point
이미지 변환부(125)는 수정벡터와 수정된 특징점을 바탕으로 입력된 얼굴 이미지를 변환한다. 이미지 변환부(125)는 워핑(warping) 과정을 통해 얼굴 이미지를 변환할 수 있다. 한편, 이미지 변환부(125)는 이미지 정보 수정부(124)를 포함하도록 구성될 수도 있다.The
표시부(126)는 변환된 얼굴 이미지를 시각적으로 나타내어 사용자에게 제공한다. 표시부(126)는 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치로 구성될 수 있다.The
이어서, 전술한 영상처리장치(100)를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법을 도면을 통하여 설명한다.Next, an image processing method for face-up conversion according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings through the
도 5를 참조하면, 먼저, 본 발명의 영상처리장치(도 1 참조, 100)에 특정 얼굴 이미지가 사용자에 의해 입력된다(S100).Referring to FIG. 5, first, a specific face image is input by the user to the image processing apparatus (see FIG. 1, 100) of the present invention (S100).
이어서, 입력된 얼굴 이미지의 정보가 추출된다(S110). S110 단계는 도 6에서 구체적으로 설명된다. Then, information of the inputted face image is extracted (S110). The step S110 is described in detail in Fig.
입력된 얼굴 이미지는 특징점 추출부에 의해 특징점이 추출된다(S111). 그리고 특징점을 바탕으로 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터가 거리벡터 추출부에 의해 추출된다(S112). 매칭그룹 결정부(도 1 참조, 121b)는 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 그룹을 찾기 위해 데이터베이스(도 1 참조, 122) 내의 각 그룹의 중심벡터를 지정한다(S113). 구체적으로, 각 그룹은 저장된 얼굴 이미지의 거리벡터에 관한 정보를 포함하고 있다. 따라서, 각 그룹은 거리벡터에 관한 정보를 포함하고 있으며, 이 중에 평균값을 갖는 벡터가 중심벡터로 지정될 수 있다. 한편, S113 단계는 매칭그룹 결정부(121b)에 의해 처리될 수도 있으나, S113단계의 결과가 데이터베이스(122)에 미리 저장되어 중심벡터에 관한 정보는 미리 저장된 값일 수도 있다. 이어서, 매칭그룹 결정부(121b)는 중심벡터와 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산한다. 유클리드 거리는 수학식 2와 같이 정의된다.In the input face image, feature points are extracted by the feature point extraction unit (S111). Then, the distance vector of the inputted face image is extracted by the distance vector extracting unit based on the minutiae points (S112). The matching
여기서, p와 q는 중심벡터와 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 의미하며, n은 각 벡터의 차원(Dimension)을 의미한다. 매칭그룹 결정부(121b)는 유클리드 거리를 통해 계산된 값이 가장 작게되는 중심벡터를 가진 그룹이 매칭 그룹으로 결정한다(S115). Here, p and q denote the distance vector between the center vector and the input face image, and n denotes the dimension of each vector. The matching
이어서, 다시 도 4를 참조하면, 사용자는 입력한 얼굴 이미지에 대하여 변화시킬 인상의 종류와 인상변화점수를 입력한다(S120). 예를 들어, 사용자가, “부드럽다 : 0.2점”,“성숙하다 : 0.4점”이라는 점수를 부여할 경우, “우아하다 : 0.3점”, “어른스럽다 : 0.4점”..., “귀여움, 동안 : 0.6점”등으로 8가지 인상에 대하여 인상변화점수가 입력된다. 함수 생성부(도 1 참조, 123)는 사용자가 입력한 인상의 종류 및 인상변화점수와 매칭그룹의 정보를 바탕으로 인상점수 추정함수를 생성한다(S130). 예를 들어, 함수 생성부(123)는 매칭그룹 내의 얼굴 이미지들을 우아함을 기준으로 그래프화하여 도 4와 같은 인상점수 추정함수를 획득한다. Referring again to FIG. 4, the user inputs the type of impression to be changed and the impression change score for the inputted face image (S120). For example, if a user gives a score of "soft: 0.2 points", "mature: 0.4 points", "elegant: 0.3 points", "mature: 0.4 points" : 0.6 points "and so on, the impression change score is inputted for the eight impressions. The
이미지 정보 수정부(124)는 입력된 이미지의 거리벡터와 특징점을 수정한다(S140). The image
도 7을 참조하면, 이미지 정보 수정부(도 1 참조, 124) 내의 수정벡터 획득부(도 1 참조, 124a)는 인상점수 추정함수를 통해 수정벡터를 획득한다(S141). 전술한 바와 같이, 인상점수 추정함수를 통해 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 추정할 수 있으며, 추정된 인상점수에서 사용자가 입력한 인상변화점수를 더한 값이 수정벡터의 인상점수가 된다. 수정벡터 획득부(124a)는 이러한 방식으로 수정벡터를 획득한다. Referring to FIG. 7, a correction vector acquisition unit (see FIG. 1) 124a in the image information correction unit 124 (see FIG. 1) acquires a correction vector through an impression score estimation function (S141). As described above, the impression score of the input face image can be estimated through the impression score estimation function, and the value obtained by adding the impression change score input by the user to the estimated impression score is the impression score of the correction vector. The correction
또한, 특징점 위치 수정부(도 1 참조, 124b)는 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터의 특징점의 위치를 수정한다(S142). 즉, 특징점 위치 수정부(124b)는 거리벡터와 수정벡터 간의 에러를 줄이도록 입력된 얼굴 이미지를 최적화한다. 상기 에러에 대한 계산은 수학식 3과 같이 정의된다. In addition, the minutia position
여기서, 는 웨이트(weight)값이며, 와 는 입력된 얼굴 이미지의 특징점을 의미하는 것이므로 는 거리벡터의 스칼라값을 의미하며, 는 수정벡터의 스칼라값을 의미한다. 특징점 위치 수정부(124b)는 수학식 3에 의한 결과값이 가장 작도록 특징점의 위치를 수정한다.here, Is a weight value, Wow Is a feature point of the input face image Denotes a scalar value of the distance vector, Means the scalar value of the correction vector. The minutia point
마지막으로, 이미지 변환부(도 1 참조, 125)는 수정벡터와 수정된 특징점을 바탕으로 입력된 얼굴 이미지를 변환한다(S150). 이미지 변환부(125)는 워핑(warping) 과정을 통해 이미지를 변환할 수 있다. Finally, the
본 발명의 일 실시예에서, 이미지 변환의 근간이 되는 수정벡터가 인상점수 추정함수를 통해 획득되는데, 인상점수 추정함수는 입력된 얼굴 이미지와 동일한 얼굴형을 갖는 이미지 그룹의 정보(거리벡터, 인상점수)를 기초로 생성된 것이다. 따라서, 인상점수 추정함수를 통해 이미지를 변환하는 것은 최초 얼굴 이미지의 얼굴형과 같은 아이덴티티를 그대로 유지한 채 변환된다는 것을 의미한다. 도 8a 및 도 8b를 참고하더라도, 도 8a에 도시된 본래의 이미지가 본 발명의 일 실시예에 따르는 인상 변환 방법을 통해 “무서움”에 관한 인상이 가중되도록 변환이 이루어진 경우, 도 8b와 같이 얼굴의 아이덴티티는 유지한채 무서운 인상이 더 해지도록 변환된다. In one embodiment of the present invention, the correction vector, which is the basis of the image transformation, is obtained through the impression score estimation function, wherein the impression score estimation function is a function of calculating the information of the image group having the same face type as the inputted face image Score). Therefore, transforming the image through the impression score estimation function means that the image is transformed while maintaining the same identity as the face type of the first face image. 8A and 8B, if the original image shown in FIG. 8A is transformed so that the impression regarding " fear " is weighted through the impression transformation method according to an embodiment of the present invention, The identity of the user is maintained so that a frightening impression is added.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 종래기술과 같이 사용자의 조작에 의해 수동적으로 이미지의 인상을 변환할 경우 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 다양한 종류의 인상에 대하여 변화시킬 수 있으며, 한 종류의 인상에 대하여 인상 변화 정도를 점수화시킬 수 있기 때문에, 인상 변화에 대한 사용자의 편의와 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, one embodiment of the present invention can solve the problems that may occur when manually changing the impression of the image by the user's manipulation as in the related art. In addition, one embodiment of the present invention can change for various kinds of impression, and the impression change degree can be scored with respect to one kind of impression, thereby improving the convenience and efficiency of the user with impression change .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Therefore, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
110 : 사용자 입력부 120 : 영상처리부
121 : 이미지 정보 추출부 122 : 데이터베이스
123 : 함수 생성부 124 : 이미지 정보 수정부
125 : 이미지 변환부 126 : 표시부110: user input unit 120:
121: Image information extracting unit 122:
123: function generation unit 124: image information management unit
125: image conversion unit 126: display unit
Claims (18)
사용자로부터 입력된 얼굴 이미지 내에서 복수 개의 특징점 및 상기 복수 개의 특징점들 사이를 연결하는 거리벡터를 구하고, 상기 데이터베이스 내에서 상기 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 그룹을 결정함으로써 이미지 정보를 추출하는 단계;
상기 얼굴 이미지에 대하여 변화시킬 인상(impression)의 종류와 인상변화점수가 사용자로부터 입력되어, 상기 인상의 종류와 상기 결정된 그룹의 정보를 바탕으로 인상점수 추정함수를 생성하는 단계; 및
상기 인상변화점수와 상기 인상점수 추정함수를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하여, 상기 입력된 얼굴 이미지의 아이덴티티(identity)를 유지하면서 사용자가 원하는 인상으로 상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계;를 포함하되,
상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계는, 상기 인상점수 추정함수와 상기 인상변화점수를 통해 상기 거리벡터를 수정한 수정벡터를 획득하고 상기 거리벡터와 수정벡터 간의 오차 값이 최소가 되는 위치로 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.An image processing method for face-up conversion using a database in which each group including a plurality of face images is classified based on face type,
Extracting image information by obtaining a distance vector connecting a plurality of feature points and the plurality of feature points in a face image input from a user and determining a group matching a face type of the input face image in the database step;
Generating impression score estimation functions based on the type of impression and information of the determined group, the type of impression and the impression change score to be changed with respect to the face image; And
And modifying the position of the plurality of feature points through the impression change score and the impression score estimation function to convert the face image to a user's desired impression while maintaining the identity of the inputted face image However,
The step of converting the face image may further include obtaining a correction vector obtained by modifying the distance vector through the impression score estimation function and the impression change score and outputting the correction vector to the position where the error value between the distance vector and the correction vector becomes minimum. And modifying the position of the minutiae point.
상기 얼굴 이미지의 아이덴티티는 얼굴형, 얼굴의 크기, 얼굴의 길이 및 얼굴의 표정을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the identity of the face image includes a face type, a face size, a face length, and a facial expression.
상기 이미지 정보를 추출하는 단계는,
상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 구한 후,
상기 데이터베이스에서 각 그룹 내의 얼굴 이미지에 대한 거리벡터들의 평균값이 되는 중심 벡터와 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산하는 단계; 및
상기 계산 값이 가장 작은 중심 벡터를 갖는 그룹을 상기 매칭하는 그룹으로 결정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the extracting of the image information comprises:
After calculating the distance vector of the input face image,
Calculating an Euclidean distance between a center vector which is an average value of distance vectors for a face image in each group and a distance vector of the input face image in the database; And
Determining a group having the smallest center value as the matching group;
And converting the face image into a face image.
상기 데이터베이스는 저장되어 있는 각 얼굴 이미지에 대한 거리벡터 정보와 상기 저장되어 있는 각 얼굴 이미지의 인상점수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the database includes distance vector information for each stored face image and information about an impression score of each stored face image.
상기 사용자가 입력하는 인상변화점수와 상기 데이터베이스 내에 저장된 각 얼굴 이미지의 인상점수는 0 이상 1 이하인 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.6. The method of claim 5,
Wherein the impression change score inputted by the user and the impression score of each face image stored in the database are 0 or more and 1 or less.
상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계는,
상기 수정된 복수 개의 특징점과 상기 수정벡터를 바탕으로 상기 얼굴 이미지를 변환하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.The method according to claim 1,
Wherein the converting the face image comprises:
And transforming the face image based on the modified plurality of feature points and the correction vector.
상기 수정벡터는,
상기 인상점수 추정함수에 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 입력하여 상기 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 획득하고, 상기 획득된 인상점수에 상기 인상변화점수를 더한 값과 동일한 인상점수를 갖는 벡터를 구하여 수정벡터로 지정함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리방법.8. The method of claim 7,
The correction vector may be expressed as:
A distance vector of the input face image is input to the impression score estimation function to obtain an impression score of the input face image and a vector having an impression score equal to the impression score obtained by adding the impression score And a correction vector is obtained.
사용자로부터 얼굴 이미지와 상기 얼굴 이미지를 변경시킬 인상의 종류와 인상변화점수를 입력받는 사용자 입력부;
상기 입력된 얼굴 이미지 내에서 복수 개의 특징점 및 상기 복수 개의 특징점들 사이를 연결하는 거리벡터를 구하고, 상기 데이터베이스 내에서 상기 입력된 얼굴 이미지의 얼굴형과 매칭하는 그룹을 결정하는 이미지 정보 추출부;
상기 얼굴 이미지의 인상의 종류와 상기 결정된 그룹의 정보를 바탕으로 인상점수 추정함수를 생성하는 함수 생성부; 및
상기 인상변화점수와 상기 인상점수 추정함수를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하여, 상기 입력된 얼굴 이미지의 아이덴티티(identity)를 유지하면서 사용자가 원하는 인상으로 상기 얼굴 이미지를 변환하되, 상기 인상점수 추정함수와 상기 인상변화점수를 통해 상기 거리 벡터를 수정한 수정벡터를 획득하고, 상기 거리벡터와 상기 수정벡터 간의 오차 값이 최소가 되는 위치로 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 이미지 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.A database in which each group including a plurality of face images is classified based on face type;
A user input unit for inputting a face image from a user and a type of an impression for changing the face image and an impression change score;
An image information extraction unit for obtaining a distance vector connecting a plurality of feature points and the plurality of feature points in the input face image and determining a group matching the face type of the input face image in the database;
A function generation unit for generating an impression score estimation function based on the type of impression of the face image and the determined group information; And
The position of the plurality of feature points is modified through the impression change score and the impression score estimation function to convert the face image to a desired impression while maintaining the identity of the inputted face image, An image converting unit for obtaining a correction vector obtained by modifying the distance vector through an estimation function and the impression change score and correcting a position of the plurality of feature points to a position where an error value between the distance vector and the correction vector is minimized; And an image processor for converting the image of the face into a face image.
상기 얼굴 이미지의 아이덴티티는 얼굴형, 얼굴의 크기, 얼굴의 길이 및 얼굴의 표정을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.11. The method of claim 10,
Wherein the identity of the face image includes a face type, a face size, a face length, and a facial expression.
상기 이미지 정보 추출부는,
상기 복수 개의 특징점 및 상기 거리벡터를 구하는 특징점 및 거리벡터 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.11. The method of claim 10,
Wherein the image information extracting unit comprises:
And a distance vector extracting unit for extracting the plurality of feature points and the distance vector.
상기 이미지 정보 추출부는,
상기 얼굴 이미지에 대한 거리벡터를 구한 후, 상기 데이터베이스에서 각 그룹 내의 얼굴 이미지에 대한 거리벡터들의 평균값이 되는 중심 벡터와 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)를 계산하여, 상기 계산 값이 가장 작은 중심 벡터를 갖는 그룹을 상기 매칭하는 그룹으로 결정하는 매칭그룹 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.13. The method of claim 12,
Wherein the image information extracting unit comprises:
Calculating an Euclidean distance between a center vector that is an average value of distance vectors of the face images in each group and a distance vector of the input face image in the database, And a matching group determination unit for determining the group having the smallest center value as the matched group.
상기 데이터베이스는 저장되어 있는 각 얼굴 이미지에 대한 거리벡터 정보와 상기 저장되어 있는 각 얼굴 이미지의 인상점수에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.13. The method of claim 12,
Wherein the database includes distance vector information for each stored face image and information about an impression score of each stored face image.
상기 사용자가 입력하는 인상변화점수와 상기 데이터베이스 내에 저장된 각 얼굴 이미지의 인상점수는 0 이상 1 이하인 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.15. The method of claim 14,
Wherein the impression change score input by the user and the impression score of each face image stored in the database are 0 or more and 1 or less.
상기 이미지 변환부는,
상기 인상점수 추정함수에 상기 거리벡터를 입력하여 수정벡터를 출력으로 획득하여, 상기 수정벡터를 통해 상기 복수 개의 특징점의 위치를 수정하는 이미지 정보 수정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.11. The method of claim 10,
Wherein the image conversion unit comprises:
And an image information modification unit for inputting the distance vector to the impression score estimation function to obtain a correction vector as an output and correcting the positions of the plurality of feature points through the modification vector, Processing device.
상기 이미지 수정부는,
상기 인상점수 추정함수에 상기 입력된 얼굴 이미지의 거리벡터를 입력하여 상기 입력된 얼굴 이미지의 인상점수를 획득하고, 상기 획득된 인상점수에 상기 인상변화점수를 더한 값과 동일한 인상점수를 갖는 벡터를 구하여 수정벡터로 지정하는 수정벡터 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인상 변환을 위한 영상처리장치.17. The method of claim 16,
Wherein the image modifying unit comprises:
A distance vector of the input face image is input to the impression score estimation function to obtain an impression score of the input face image and a vector having an impression score equal to the impression score obtained by adding the impression score And a correction vector acquiring unit for acquiring the correction vector from the correction vector obtained by the correction vector acquiring unit.
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