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

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

조명 환경에 강인한 얼굴인식 성능향상을 위한 Bilateral 필터 기반 조명 정규화 방법에 관한 연구

A Study on Illumination Normalization Method based on Bilateral Filter for Illumination Invariant Face Recognition

  • 이상섭 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 이수영 (삼성전자연구원) ;
  • 김중규 (성균관대학교 정보통신공학부)
  • Lee, Sang-Seop (Sungkyunkwan University School of Information & Communication Engineering) ;
  • Lee, Su-Young (SAMSUNG Electronics Research & Development) ;
  • Kim, Joong-Kyu (Sungkyunkwan University School of Information & Communication Engineering)
  • 투고 : 2010.01.27
  • 심사 : 2010.06.09
  • 발행 : 2010.07.25
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초록

조명 환경에 의해 발생하는 강한 그림자 영역은 반사 영상을 이용하는 얼굴인식시스템의 성능을 저하시키는 주요인으로써, 인식률을 향상시키기 위해서는 강한 그림자 영역과 얼굴의 특징 영역을 구분해 낼 필요가 있다. 한편 Bilateral 필터는 영상 화소 값의 비선형적인 조합을 사용하여 경계영역을 보존하면서도, 전체 영상을 평활화할 수 있는 특성을 갖는다. 따라서 Bilateral 필터의 특성은 레티넥스 기반 조명 정규화 방법에서의 조명을 추정하는 과정에 사용되는 평활화 필터에 적합하다. 이에 본 논문에서는 강한 그림자 영역을 효과적으로 제거하기 위한 Bilateral 필터 기반의 새로운 조명 정규화 방법을 제안한다. Bilateral 필터의 계수는 화소 간 근접성(proximity)과 불연속성(discontinuity)의 곱으로 설계하여, 추정된 조명 영상에서 강한 그림자 영역이 비교적 정확하게 보존되도록 한다. 제안된 방법의 성능은 PCA(Principle Component Analysis)를 이용하여 인식률을 측정하고, 두 가지 데이터베이스에 대해 기존의 조명 정규화 방법들과 비교하여 평가하였다.

Cast shadow caused by an illumination condition can produce troublesome effects for face recognition system using reflectance image. Consequently, we need to separate cast shadow area from feature area for improvement of recognition accuracy. A Bilateral filter smooths image while preserving edges, by means of a nonlinear combination of nearby pixel values. Processing such characteristics, this method is suited to our purpose in illumination estimation process based on Retinex. Therefore, in this paper, we propose a new illumination normalization method based on the Bilateral filter in face images. The proposed method produces a reflectance image that is preserved relatively exact cast shadow area, because coefficient of filter is designed to multiply proximity and discontinuity of pixels in input image. Performance of our method is measured by a recognition accuracy of principle component analysis(PCA) and evaluated to compare with other conventional illumination normalization methods.

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과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

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