A study on local facial features using LDP

LDP를 이용한 지역적 얼굴 특징 표현 방법에 관한 연구

  • 조영탁 (경희대학교 전자정보대학 컴퓨터공학과) ;
  • 정웅경 (경희대학교 전자정보대학 컴퓨터공학과) ;
  • 안용학 (세종대학교 전자정보공학대학 컴퓨터공학과) ;
  • 채옥삼 (경희대학교 전자정보대학 컴퓨터공학과)
  • Received : 2014.08.31
  • Accepted : 2014.09.25
  • Published : 2014.09.30

Abstract

In this paper, we proposed a method for representing local facial features based on LDP (Local Directional Pattern). To represent both PFF (Permanent Facial Features) and TFF (Transient Facial Features) effectively, the proposed method configure local facial feature vectors based on overlapped blocks for each facial feature in the forms of various size and shape. There are three advantages - it take advantages of geometric feature based method; it shows robustness about detection error using movement characteristics of each facial feature; and it shows reduced sampling error because maintain spatial information caused by block size variability. Proposed method shows better classification accuracy and reduced amount of calculation than existing methods.

본 논문에서는 기존의 제안된 LDP(Local Directional Pattern)에 기반하여 지역적인 얼굴특징을 표현하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 눈과 입과 같은 얼굴의 영구적인 특징과 표정이 변하면서 발생하는 일시적인 특징을 효과적으로 표현할 수 있도록 얼굴특징별로 크기와 형태를 달리하는 중첩 가능한 블록을 설정하고 이를 바탕으로 얼굴 특징벡터를 구성한다. 제안된 중첩 블록설정 및 특징 표현 방법은 기하학적 특징을 기반으로 하는 접근 방법의 장점을 수용할 뿐만 아니라 각 얼굴특징의 움직임 특성을 이용하여 얼굴검출에 대한 오류를 수용할 수 있고, 블록사이즈의 가변성으로 인한 공간정보를 유지할 수 있어 표본오차를 줄일 수 있는 장점이 있다. 실험결과, 제안된 방법은 기존 방법에 비해 인식률이 향상됨을 확인하였고, 기존 얼굴 특징 벡터보다 길이가 짧기 때문에 연산량 또한 감소하는 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 강민식, "고객만족도 피드백을 위한 효율적인 얼굴감정 인식시스템에 대한 연구", 융합보안논문지, 제12권, 제4호, 한국융합보안학회, 2012.09.
  2. 허승표, 이대성, 김귀남, "모바일 환경에서 OTP 기술과 얼굴인식 기술을 사용한 사용자 인증 개선에 관한 연구", 융합보안논문지, 제11권, 제3호, 한국융합보안학회, 2011.06.
  3. A. Kapoor, W. Burleson, and R.W. Picard, "Automatic Prediction of Frustration", Int'l J. Human- Computer Studies, vol.65, no.8, pp.724-736, 2007. https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2007.02.003
  4. A. B. Ashraf, S. Lucey, J. F. Cohn, T. Chen, Z. Ambadar, K. Prkachin, P. Solomon, and B. J. Theobald, "The Painful Face: Pain Expression Recognition Using Active Appearance Models", Proc. Ninth ACM Int'l Conf. Multimodal Interfaces (ICMI '07), pp.9-14, 2007.
  5. M. Yeasin, B. Bullot, and R. Sharma, "Recognition of Facial Expressions and Measurement of Levels of Interest from Video", IEEE Trans. Multimedia, vol.8, no.3, pp.500-507, June 2006. https://doi.org/10.1109/TMM.2006.870737
  6. M. F. Valstar and M. Pantic, "Biologically vs. logic inspired encoding of facial actions and emotions in video", in Proc. IEEE Int'l Conf. Multimedia and Expo, pp.325-328, 2006.
  7. P. Sungsoo, S. Jongju, and K. Daijin, "Facial expression analysis with facial expression deformation", in Proc. IAPR Int'l Conf. Pattern Recog., pp.1-4, 2008.
  8. J. Zou, Q. Ji, and G. Nagy, "A comparative study of local matching approach for face recognition", IEEE Trans. Image Processing, vol.16, no.10, pp.2617-2628, Oct. 2007. https://doi.org/10.1109/TIP.2007.904421
  9. J. Jones, L. Palmer, "An evaluation of the two-dimensional Gabor filter model of simple receptive fields in cat striate cortex", Journal of Neurophysiology, 58(6), pp.1233-1258, 1987.
  10. X. Feng, M. Pietikainen, and A. Hadid, "Facial Expression Recognition with Local Binary Patterns and Linear Programming", Pattern Recognition and Image Analysis, vol.15, no.2, pp.546-548, 2005.
  11. 정웅경, 조영탁, 안용학, 채옥삼, "보안 패턴 생성을 위한 지역 미세 패턴 기술에 관한 연구", 융합 보안논문지, 제14권, 제4호, 한국융합보안학회, 2014.09.
  12. H. Zhou, R. Wang, and C. Wang, "A Novel Extended Local Binary Pattern Operator for Texture Analysis", Inf. Science, Vol.178, No.22, pp.4314-4325, 2008. https://doi.org/10.1016/j.ins.2008.07.015
  13. Pawan Sinha, Benjamin Balas, Yuri Ostrovsky, and Richard Russell, "Face Recognition by Humans: Nineteen Results All Computer Vision Researchers Should Know About", Proceedings of the IEEE, Vol.94, No.11, pp.1948-1962, November 2006. https://doi.org/10.1109/JPROC.2006.884093
  14. M. J. Lyons, J. Budynek, S. Akamatsu, "Automatic classification of single facial images", IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 21 (12), pp.1357-1362, 1999. https://doi.org/10.1109/34.817413
  15. Kotsia, I., Pitas, I., "Facial expression recognition in image sequences using geometric de-formation features and support vector machines", IEEE Trans. Image Processing, 16(1), pp.172-187, 2007. https://doi.org/10.1109/TIP.2006.884954