초록 ▼

1. 단계최종목표
인간과 로봇과의 자연스러운 상호작용이 이루어지기 위한 수단 중 가장 중요하고 유용한 지각수단인 지능형 시각 인터페이스 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 특히 사용자가 노인인 것을 고려하여 로봇이 실시간으로 그 위치와 자세를 추적하고, 조명 및 포즈에 강인한 얼굴인식 및 표정인식 기능을 부과하여 사용자의 행동의지를 파악하여, 그에 필요한 적절한 대응행동을 취하는데 필요한 시각 인터페이스 기술을 개발함을 그 최종목표로 한다.
2. 개발내용 및 결과
- 얼굴 및 표정 DB 구축
o 공개된 2차원

1. 단계최종목표
인간과 로봇과의 자연스러운 상호작용이 이루어지기 위한 수단 중 가장 중요하고 유용한 지각수단인 지능형 시각 인터페이스 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 특히 사용자가 노인인 것을 고려하여 로봇이 실시간으로 그 위치와 자세를 추적하고, 조명 및 포즈에 강인한 얼굴인식 및 표정인식 기능을 부과하여 사용자의 행동의지를 파악하여, 그에 필요한 적절한 대응행동을 취하는데 필요한 시각 인터페이스 기술을 개발함을 그 최종목표로 한다.
2. 개발내용 및 결과
- 얼굴 및 표정 DB 구축
o 공개된 2차원 얼굴 및 표정 데이터베이스 확보
o 조명변화(point light, diffuse illumination)에 따른 2차원 얼굴 데이터베이스 구축
o 스테레오 카메라 기반의 표정인식 얼굴 데이터베이스 구축
o 3차원 얼굴 데이터베이스 구축
- 포즈 및 조명에 강인한 얼굴인식 기법 연구
o 2차원 얼굴 기반 인식 기법 및 성능 평가 기반 기술 확보
o 조명 변화에 따른 얼굴 DB 확보 후 조명 무관 얼굴인식 기술 개발

o 3차원 Morphable 모델 기반 얼굴인식 기법 개발
- 포즈 및 조명에 강인한 표정인식 기법 연구
o 표정 DB로부터 얼굴 모델 생성
o 스테레오 비젼을 통한 얼굴 추적
o 표정인식을 수행
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
- 얼굴인식 기술은 생체인식 분야의 대표적인 분야로 경비 및 보안 분야에 널리 사용될 예정이며, 스마트홈 등에 필수적인 기술이라 하겠다. 한편 Silver Robot 용 얼굴 인식 및 표정인식 모듈이 개발된다면 인간-로봇 상호작용의 새로운 장을 여는 기회가 될 것이다.
- 다양한 환경에서 사용자를 인식하고 사용자의 의도를 로봇이 파악한다면 이는 도우미 로봇의 실용화에 한걸음 다가선 것으로 선진국과의 기술 격차를 줄이고 나아가 도우미 로봇 분야를 이끌어 갈 수 있다. 따라서 기술이전 등을 통하여 국내 산업체들이 미래에 활성화될 도우미 로봇 시장에서 국가경쟁력을 높일 수 있다고 판단된다.
4. 적용분야
- 엔터테인먼트 관련 : 방송, 영화 등 특수효과
- 가상현실 / 증강현실
- HCI / HRI : 완구용, 노인용 로봇, 표정아바타
- 보안관련 : 접근제어, 감시 시스템, 범죄 및 테러자 수색 및 심문

목차 Contents

• 제 1 장 서론...5
• 제 1 절 연구개발의 목표...5
• 제 2 절 연구개발의 필요성...5
• 제 3 절 연구개발의 추진전략...6
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법...8
• 제 1 절 얼굴 및 표정 DB 구축...8
• 제 2 절 포즈 및 조명에 강인한 얼굴인식 기법 연구...11
• 제 3 절 포즈 및 조명에 강인한 표정인식 기법 연구...17
• 제 3 장 결과 및 향후계획...21
• 제 1 절 포즈 및 조명에 강인한 얼굴인식 결과...21
• 제 2 절 포즈 및 조명에 강인한 표정인식 결과...27
• 제 3 절 향후계획...31
• 부록...33
• A. 얼굴 데이터의 3차원 표현...33
• B. 3D Morphable 모델의 생성...58
• C. Model Fitting 방법...62
• D. 성능 평가...87
• 참고문헌...101