Abstract
AAM has been successfully applied to face alignment, but its performance is very sensitive to initial values. In this paper, we propose a face alignment method using progressive AAM. The proposed method consists of two stages; modelling and relation derivation stage and fitting stage. Modelling and relation derivation stage first builds two AAM models; the inner face AAM model and the whole face AAM model and then derive the relation matrix between the inner face AAM model parameter vector and the whole face AAM model parameter vector. The fitting stage is processed progressively in two phases. In the first phase, the proposed method finds the feature parameters for the inner facial feature points of a new face, and then in the second phase it localizes the whole facial feature points of the new face using the initial values estimated utilizing the inner feature parameters obtained in the first phase and the relation matrix obtained in the first stage. Through experiments, it is verified that the proposed progressive AAM-based face alignment method is more robust with respect to pose, and face background than the conventional basic AAM-based face alignment.
AAM은 얼굴 윤곽 검출에 잘 적용되어 왔으나 초기값에 민감하다는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 점진적 AAM을 이용한 얼굴 윤곽 검출 방법을 제안한다. 제안한 방법은 얼굴 모델 구성 및 관계 추출 단계와 얼굴 윤곽 검출 단계의 2단계로 구성된다. 얼굴 모델 구성 및 관계 추출 단계에서는 먼저 얼굴 내부 영역만으로 구성된 얼굴 내부 AAM 모델 구성과 얼굴 전체 영역으로 구성된 얼굴 전체 AAM 모델 구성을 수행한 후에, 이후 얼굴 내부 AAM 모델 파라미터 벡터와 얼굴 전체 AAM 모델 파라미터 벡터간의 관계 행렬을 추출한다. 얼굴 윤곽 검출 단계는 2단계 절차로 수행된다. 먼저 새로 입력되는 얼굴 이미지에 대해 얼굴 내부 AAM 모델을 맞추어 얼굴 내부에 대한 특징 파라미터 벡터를 구한다. 이후 얼굴 모델 구성 및 관계 추출 단계에서 구한 관계 행렬과 첫 단계에서 구한 얼굴 내부 특징 파라미터 벡터를 이용하여 얼굴 전체 AAM 특징 파라미터 벡터에 대한 초기값을 추정하고 이를 이용하여 새로 입력되는 얼굴 이미지에 대해 얼굴 전체 AAM 모델을 맞추어 전체 얼굴 윤곽 검출을 수행한다. 실험을 통해 제안된 점진적 AAM 기반 얼굴 윤곽 검출 방법이 자세, 얼굴 배경 등에 대해 기존 기본 AAM 기반 얼굴 검출 방법보다 더 강인한 것으로 확인되었다.
