Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP (대한전자공학회논문지SP)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Implementation of an Effective Human Head Tracking System Using the Ellipse Modeling and Color Information

타원 모델링과 칼라정보를 이용한 효율적인 머리 추적 시스템 구현

  • Park, Dong-Sun (Division of Electronics and Information Engineering, Chonbuk National University, Research Institute of Advance Image and Information Technology) ;
  • Yoon, Sook (Division of Electronics and Information Engineering, Chonbuk National University, Research Institute of Advance Image and Information Technology)
  • 박동선 (전북대학교 전자정보공학부 영상정보신기술연구소) ;
  • 윤숙 (전북대학교 전자정보공학부 영상정보신기술연구소)
  • Published : 2001.11.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we design and implement a system which recognizes and tracks a human head on a sequence of images. In this paper, the color of the skin and ellipse modeling is used as feature vectors to recognize the human head. And the modified time-varying edge detection method and the vertical projection method is used to acquire regions of the motion from images with very complex backgrounds. To select the head from the acquired candidate regions, the process for thresholding on the basis of the I-component of YIQ color information and mapping with ellipse modeling is used. The designed system shows an excellent performance in the cases of the rotated heads, occluded heads, and tilted heads as well as in the case of the normal up-right heads. And in this paper, the combinational technique of motion-based tracking and recognition-based tracking is used to track the human head exactly even though the human head moves fast.

본 논문에서는 비디오 카메라를 통하여 획득한 연속적인 영상에서 사람의 머리를 인식하고 추적하는 시스템을 구현한다. 사람의 머리를 인식하기 위한 특징 벡터로서 얼굴 표면상의 특성인 사람의 피부색과 형태상의 특성인 타원 모델링을 이용한다. 또한 복잡한 배경으로부터 움직인 영역을 획득하기 위하여 시변 에지 검출 방법을 사용하고 획득된 영상에서 물체의 움직임을 판별하기 위하여 수직 투영 방법을 이용한다. 설정된 움직임 영역부분에 대하여 피부색을 갖고 있는 여러 개의 얼굴 후보영역을 설정하고 사람의 얼굴을 대표할 수 있는 타원 매핑을 적용하여 가장 최적으로 매핑되는 영역을 사람의 얼굴 부분으로 인식한다. 본 논문에서 제안한 방법은 사람 얼굴이 360도 회전하는 경우와 부분적으로 가려진 경우 그리고 좌우로 기울어진 경우에서도 우수한 성능을 보여주고 있다. 본 논문에서는 움직임 기반 추적 방법과 인식 기반 추적 방법을 이용하여 사람의 얼굴 부분이 빠르게 움직이는 경우에도 정확한 사람 얼굴 추적이 가능하도록 한다.

Keywords

References

  1. 백성현, 박동선, '효율적인 로봇 추적을 위한 신경회로망 구조', 대한 전자공학회 하계종합학술대회 논문집 Vol 20, No 1, pp875-878, 1997
  2. M. Swain and D. Ballard, 'Color indexing', International Journal of Computer Vision, 7(1) : 11-32, 1901 https://doi.org/10.1007/BF00130487
  3. Brain V. Funt and Graham D. Finlayon, 'Color Constant Color Indexing', IEEE, 1995 https://doi.org/10.1109/34.391390
  4. 최 형일, '컴퓨터 비젼 입문', 흥릉과학출판사
  5. H. J. Lee, L. F. Luang and Z. Cheng, 'Multi-frame ship detection and Tracking in an Infrared Image Sequence', Pattern Recognition, Vol.23, pp.785-798, 1990 https://doi.org/10.1016/0031-3203(90)90101-P
  6. Don Murray and Anup Basu, 'Motion Tracking with an Active Camera', IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence, Vol.16, No 5, May 1994 https://doi.org/10.1109/34.291452
  7. Ramsh Jain, Rangachar Ksaturi, Brian G. Schunck, 'Machine Vision'
  8. Stan Birchfild, 'Elliptical Head Tracking Using Intensity Gradients and Color Histograms', Computer Science Department Stanford University CVPR'98 https://doi.org/10.1109/CVPR.1998.698614
  9. 이명재, 박동선, 조재완, 이용범, '타원 모델링을 이용한 사람 머리 추적 시스템 구현', 대한전자공학회 하계학술발표논문집, vol.21, No, 1, 1998