조명 변화 환경에서 PCA 기반 얼굴인식 알고리즘의 신뢰도에 대한 연구

Study on The Confidence Level of PCA-based Face Recognition Under Variable illumination Condition

  • 조현종 (세종대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 강민구 (세종대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 문승빈 (세종대학교 컴퓨터공학과)
  • 발행 : 2009.03.25

초록

본 논문은 PCA기반 얼굴인식 알고리즘에서 조명 변화에 따른 인식율의 변화 및 Cumulative Match Characteristic을 이용한 누적 식별 값 측정을 통해 알고리즘의 신뢰도를 확인하였다. 이를 위해 본 논문에서는 한 사람당 하나의 학습 영상만을 사용하는 경우뿐만 아니라 조명 조건이 다른 다중 학습 영상을 사용하여 실험하였고, 입력 영상 또한 다양한 조명 조건의 영상을 사용함으로서 학습 영상의 선택과 입력 영상의 조명 변화에 따른 알고리즘의 신뢰도에 관해 연구하였다. 실험 결과, 한사람 당 하나의 정면조명조건 학습 영상을 사용한 방식에 비하여 다중 학습 영상 사용 시 인식율은 떨어졌다. 그러나 학습 영상의 개수와 입력 영상의 조명 변화 범위에 관계없이 상위 유사도군에 들어가는 비율은 높은 양상을 보임으로서 조명 변화 환경에서 PCA 알고리즘의 인식 결과에 대한 신뢰도를 확인 할 수 있었다.

This paper studies on the recognition rate change with respect to illumination variance and the confidence level of PCA(Principal Component Analysis) based face recognition by measuring the cumulative match score of CMC(Cumulative Match Characteristic). We studied on the confidence level of the algorithm under illumination changes and selection of training images not only by testing multiple training images per person with illumination variance and single training image and but also by changing the illumination conditions of testing images. The experiment shows that the recognition rate drops for multiple training image case compared to single training image case. We, however, confirmed the confidence level of the algorithm under illumination variance by the fact that the training image which corresponds to the identity of testing image belongs to upper similarity lists regardless of illumination changes and the number of training images.

키워드

참고문헌

  1. Samir Nanavat, Michael Thieme and Raj Nanavati. 'Biometrics', Wiley, pp.63-75, 2002
  2. Kuang-Chih Lee, Jeffrey Ho, David Kriegman, 'Acquiring linear subspaces for face recognition under variable lighting', IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 27, pp. 1-15, 2005 https://doi.org/10.1109/TPAMI.2005.13
  3. A.S. Georghiades and P.N. Belhumeur, and D.J. Kriegman, 'From few to many: Illumination cone models for face recognition under variable lighting and pose,' IEEE Trans. Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 23, 2001 https://doi.org/10.1109/34.927464
  4. T. hong, H. Kim, H. Moon, Y. Kim, J. Lee, and S. Moon, 'Face representation method using Pixel-to-Vertex Map(PVM) for 3D model based face recognition,'in lecture notes in Computer Science 3979, pp. 21-28, 2006
  5. Stan Li, RuFeng Chu, ShengCai Liao, Lun Zhang, 'Illumination invariant face recognition using near-infrared images', IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 29, pp. 627-639, 2007 https://doi.org/10.1109/TPAMI.2007.1014
  6. M. Turk and A. Pentland, 'Eigenfaces for recognition', J. Cong. Neurosic., vol. 3, no. 1, pp. 71-86, 1991 https://doi.org/10.1162/jocn.1991.3.1.71
  7. A. M. Martinez and A. C. Kak, 'PCA versus LDA', IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 23, no. 2, pp. 228-233, Feb. 2001 https://doi.org/10.1109/34.908974
  8. Duane M. Blackburn, Mike Bone and P. Jonathon Phillips, 'Face Recognition Vendor Test 2000 evaluation report', NIST, http://face.nist.gov/frvt/ frvt2000, Feb. 2001
  9. P.J. Phillips, P. Grother, R. J. Micheals, D. M. Blackburn, E. Tabassi, and M. Bone. 'Face Recognition Vendor Test 2002 Evaluation Report, NIST, http://face.nist.gov/frvt/frvt2002, March. 2003
  10. Hyeonjoon Moon, P Jonathon Phillips, 'Computational and performance aspects of PCA-based face-recognition algorithms', Perception, vol. 30, pp. 303-321, 2001
  11. Javier Ruiz-del-Solar, Pable Navarrete, 'Eigenspace-based face recognition: A comparative study of different approaches', IEEE Trans. Systems, Man, And Cybernetics, vol. 35, pp. 315-325, 2005 https://doi.org/10.1109/TSMCC.2005.848201
  12. Yale Face Database B: http://cvc.yale.edu/ projects/yalefacesB/ yalefacesB.html
  13. Extended Yale Face Database B: http://vision. ucsd.edu/-leekc/ExtYaleDatabase/ExtYaleB.htm
  14. Johnson, A.Y., Sun, J., Bobick, A.F., June 2003a. 'Predicting large population data cumulative match characteristic performance from small population data'. In: Proc. Audio- and Video- based Biometric Person Authentication, Guildford, UK, pp. 821-829
  15. 조현종, 강민구, 문승빈, 'PCA를 이용한 얼굴인식 기법의 신뢰도에 관한 분석', 대한전자공학회 정보 및 제어 심포지엄, pp. 101-102, 건국대학교, 대한민국, 2008
  16. 조현종, 강민구, 문승빈,, '다중 학습 영상을 이용한 PCA 기반 얼굴인식 알고리즘의 신뢰도에 대한 연구', 대한전자공학회 추계학술대회, pp. 853-854, 연세대학교, 대한민국, 2008