초록 ▼

1. 단계최종목표
$\cdot$ 노인 활동 공간에서 인공 부착물 없이 로봇이 비전 센서만을 이용하여 얼굴, 표정 및 얼굴 제스처, 그리고 행동을 분석, 인식할 수 있는 다중 시각 인터페이스 기술 개발
$\cdot$ 조명, 포즈, 로봇 움직임 등 다양한 외적 환경 조건하에서 강인하게 여러 명의 얼굴을 추적 및 인식하고, 표정 및 얼굴 제스처를 인식하는 기술 개발
$\cdot$ 얻어진 얼굴, 표정, 얼굴 제스처 등의 정보를 결합하여 상황 인지 및 의도 파악 수행

1. 단계최종목표
$\cdot$ 노인 활동 공간에서 인공 부착물 없이 로봇이 비전 센서만을 이용하여 얼굴, 표정 및 얼굴 제스처, 그리고 행동을 분석, 인식할 수 있는 다중 시각 인터페이스 기술 개발
$\cdot$ 조명, 포즈, 로봇 움직임 등 다양한 외적 환경 조건하에서 강인하게 여러 명의 얼굴을 추적 및 인식하고, 표정 및 얼굴 제스처를 인식하는 기술 개발
$\cdot$ 얻어진 얼굴, 표정, 얼굴 제스처 등의 정보를 결합하여 상황 인지 및 의도 파악 수행이 가능한 기술 개발
$\cdot$ 독자적인 특허(IP) 확보와 표준화를 선도할 수 있는 기술 개발
2. 개발내용 및 결과
$\cdot$ 자동 얼굴 등록 기술 개발
- 편의를 고려한 자연스러운 얼굴 등록 기술 개발
- 목표 성능 : 1.5m 이내에서 얼굴 등록 성공률 95% 이상
$\cdot$ 다중 얼굴 추적 및 인식 동시 수행 기술 개발
- 다양한 환경에서의 다중 얼굴 인식을 위하여 조명 및 포즈 변화에 강인하며 인식률 제고를 위한 추적과 인식을 동시에 수행하는 기술 개발
- 이동형 플랫폼인 로봇에서 효과적으로 사람을 검출, 추적하기 위해 3 차원 정보를 활용하여 인물 검출과 추적으로 수행하는 기술 개발
- 목표 성능 :
$\cdot$ 5가지 이상의 조명 방향, 상하좌우 15도 이내 포즈 변화 입력 영상
$\cdot$ 세계 표준 DB(CMU, PIE) 에 대해 검출률 98% 이상, 인식률 95% 이상
$\cdot$ 3 차원 DB 100명에 대해 얼굴 인식률 85% 이상
$\cdot$ 실내 환경 상에서 인물 검출률 85% 이상, 인물 추적률 85% 이상
$\cdot$ 다중 얼굴 제스처 인식 기술 개발
- 로붓과의 상호작용을 위한 다중 얼굴 제스처 인식 기술 개발
- 목표 성능 : 6 가지 얼굴 제스처 (긍정, 부정, 졸림, 의아함, 인사, 윙크)에 대해 인식률 90% 이상
$\cdot$ 다중 (미세) 표정 인식 기술 개발
- 사용자 무관 표정 인식 기술 개발
- 과장된 표정을 바탕으로 진행되어온 기존 연구의 한계를 극복하기 위한 미세 표정 인식 기술 개발
- 목표 성능 :
$\cdot$ 5가지 이상의 조명 방향, 상하좌우 15도 이내 포즈변화에 대해서 표정 인식률 90% 이상
$\cdot$ 3차원 DB 100명에 대해 표정 인식률 85% 이상
3. 기대효과 ( 기술적 및 경제적 효과)
$\cdot$ 실시간 다증 얼굴 검출 및 인식 기술을 개발하여 관련분야 요소 기술 제공
$\cdot$ 조명, 포즈, 로봇 움직임 등 다양한 환경 변화에서도 안정된 인식 성능을 보이는 고성능 지능형 검출 및 인식 기술 확보
$\cdot$ 지능형 로봇의 다중 시각 인터페이스 제공을 통한 로봇산업의 가속화
$\cdot$ 로봇의 다중 시각 인터페이스로서의 역할뿐만 아니라 생체 인식, 물체 인식, 가상현실, 스마트홈 분야에 대한 파급 효과로 경제적, 산업적 기여
4. 적용분야
$\cdot$ 본 과제의 연구 결과물인 얼굴 기반 선원 확인 빛 의도 인식 기술은 노인 복지를 위한 실버 도우미 로봇의 다중 시각 인터페이스용으로도 활용 가능할 뿐만 아니라 세부 기술인 다중 얼굴 검출, 인식, 추적, 표정 인식 등의 기술은 다음과 같은 분야에 응용이 가능함
- 얼굴 인식 SoC 칩 개발
- ATM에서의 위장 판별 시스템
- 비디오폰
- 자동차 번호판 인식
- 완구용 로봇
- 게임 엔진
- 가상현실 구현 장치
- 증강현실 구현 장치
- 인간-컴퓨터 인터페이스
- 영화 특수효과 제작 장치
- 얼굴 인식 이용 보안정치, 생체 인식 기반 여권 확인
- 범죄 및 테러리스트 수색 및 심문
- 표정 인식을 통한 거짓말 탐지기
- 표정 아바타

목차 Contents

• 제 1 장 서론 ... 5
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 5
• 1. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 5
• 2. 현 기술 상태의 취약성 ... 6
• 3. 앞으로의 전망 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 목표 ... 9
• 1. 연구 개발의 최종 목표 ... 9
• 2. 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 11
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 13
• 제 1 절 자동 얼굴 등록 ... 13
• 1. 연구개요 ... 13
• 2. 연구내용 ... 13
• 제 2 절 다중 얼굴 추적 및 인식 동시 수행 ... 15
• 1. 연구개요 ... 15
• 2. 연구내용 ... 16
• 제 3 절 다중 얼굴 제스처 인식 ... 32
• 1. 연구개요 ... 32
• 2. 연구내용 ... 33
• 제 4 절 다중(미세)얼굴 표정 인식 ... 39
• 1. 연구개요 ... 39
• 2. 연구내용 ... 40
• 제 3 장 결과 및 활용계획 ... 46
• 제 1 절 자동 얼굴 등록 ... 46
• 제 2 절 다중 얼굴 추적 및 인식 동시 수행 ... 48
• 1. 다중 얼굴 추적 및 인식 동시 기술 개발 ... 48
• 2. 조명 및 포즈 변화에 강인한 다중 얼굴 검출 및 인식 알고리즘 개발 ... 50
• 3. 휴먼 발전 및 추적 ... 52
• 제 3 절 다중 얼굴 제스처 인식 ... 56
• 1. 얼굴 실린더 모델을 사용한 머리 추적 ... 56
• 2. 시선 인식 기술 ... 60
• 제 4 절 다중(미세)얼굴 표정 인식 ... 62
• 1. 다중 얼굴 표정 인식 ... 62
• 2. 미세 얼굴 표정 인식 ... 63