• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.715-718
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• 2006

아바타를 이용한 얼굴 애니메이션은 가상 현실이나 엔터테인먼트와 같은 분야에서 많이 적용된다. 얼굴 애니메이션을 생성하는 방법에는 크게 3 차원 모델을 직접 변형시키는 기하학적인 변형 방법과 2 차원 이미지의 워핑이나 모핑방법을 이용한 이미지 변형 방법이 있다. 기하학적인 변형 방법 중 3 차원 모델을 변형시키기 위한 방법으로 RBF(Radial Basis Function)을 이용하는 방법이 있다. RBF 함수를 이용하여 모델의 부드러운 변형을 만들 수 있다. 이 방법은 모델의 임의의 한 점을 이동하게 되면 영향을 받는 정점들을 좀 더 자연스럽게 이동시킴으로써 자연스러운 애니메이션을 생성할 수 있다. 본 연구에서는 RBF 를 이용하여 3 차원 얼굴 메쉬 모델의 기하학적 변형을 통해 모델의 얼굴 표정을 생성하는 방법에 대해 제안하고자 한다. 얼굴 모델 변형을 위해 얼굴의 특징인 눈, 입, 턱 부분에 특징점을 정하고 각 특징점에 따라 영향을 받는 영역을 정하기 위해 얼굴 모델을 지역적으로 클러스터링한다. 각 특징점에 따라 영향을 받는 영역에 대해 클러스터링을 적용하고 RBF 를 이용하여 자연스러운 얼굴 표정을 생성하는 방법을 제안한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.8 no.4
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• pp.17-25
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• 2002

In this paper we propose a new efficient muscle modeling for creating 3d facial models. It improves the existing muscle-based facial modeling method. We present the facial muscle action prediction map as a new method of muscle modeling. We also suggest a new face deformation method that improves the existing method which controls each muscle's condition separately.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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• v.42 no.3 s.303
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• pp.63-72
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• 2005

In this paper, we propose a deformation technique based on Radial Basis Function (RBF) and a blending technique combining the deformed facial component with the original face for a Virtual Aesthetic Surgery (VAS) system. The deformation technique needs the smoothness and the accuracy to deform the fluid facial components and also needs the locality not to affect or distort the rest of the facial components besides the deformation region. To satisfy these deformation characteristics, The VAS System computes the degree of deformation of lattice cells using RBF based on a Free-Form Deformation (FFD) model. The deformation error is compensated by the coefficients of mapping function, which is recursively solved by the Singular Value Decomposition (SVD) technique using SSE (Sum of Squared Error) between the deformed control points and target control points on base curves. The deformed facial component is blended with an original face using a blending ratio that is computed by the Euclidean distance transform. An experimental result shows that the proposed deformation and blending techniques are very efficient in terms of accuracy and distortion.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1998.06a
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• pp.761-764
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• 1998

본 논문에서는 CCCD 카메라로부터 획득한 영상시퀀스들에서 인접한 두 영상 사이의 차영상과 얼굴이 가지는 컬러정보를 이용하여 분리한 얼굴 영역에서 양쪽 눈과 입의 위치좌표를 특징점으로 이용하여 입력된 얼굴에 자동정합된 변형가능 템플리트(deformable template)를 가지고 연속된 다음 프레임에서 얼굴 전체를 트래킹하는 알고리듬을 제안한다. 실제 입력영상의 얼굴 영역과 변형 가능 템플리트의 차이를 비교하기 위해 텍스쳐 매핑(Texture mapping)을 도입하여 트래킹의 정확도를 살펴본다.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.34 no.5
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• pp.476-486
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• 2007

This paper proposes a resolution enhancement method which can reconstruct high-resolution facial images from single-frame, low-resolution facial images. The proposed method is derived from example-based reconstruction methods and the morphable face model. In order to improve the performance of the example-based reconstruction, we propose the region-based reconstruction method which can maintain the characteristics of local facial regions. Also, in order to use the capability of the morphable face model to face resolution enhancement problems, we define the extended morphable face model in which an extended face is composed of a low-resolution face, its interpolated high-resolution face, and the high-resolution equivalent, and then an extended face is separated by an extended shape vector and an extended texture vector. The encouraging results show that the proposed methods can be used to improve the performance of face recognition systems, particularly to enhance the resolution of facial images captured from visual surveillance systems.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.1 no.1
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• pp.25-31
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• 1998

컴퓨터 하드웨어 기술과 멀티미디어 기술의 발달로 멀티미디어 입출력 장치를 이용한 고급 인터메이스의 필요성이 대두되었다. 친근감 있는 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 실감 있는 얼굴 애니메이션에 대한 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 사람의 내적 상태를 잘 표현하는 얼굴의 표정을 3차원 모델을 이용하여 애니메이션을 수행한다. 애니메이션에 실재감을 더하기 위해 실제 얼굴 영상을 사용하여 3차원의 얼굴 모델을 변형하고, 여러 방향에서 얻은 얼굴 영상을 이용하여 텍스터 매핑을 한다. 변형된 3차원 모델을 이용하여 얼굴 표정을 애니메이션 하기 위해서 해부학에 기반한 Waters의 근육 모델을 수정하여 사용한다. 그리고, Ekman이 제안한 대표적인 6가지 표정들을 합성한다.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.440-451
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• 2019

We propose a system that allows three dimensional manipulation of face in video. The 3D face manipulation of the proposed system overlays the 3D face model with the user 's manipulation on the face region of the video frame, and it allows 3D manipulation of the video in real time unlike existing applications or methods. To achieve this feature, first, the 3D morphable face model is registered with the image. At the same time, user's manipulation is applied to the registered model. Finally, the frame image mapped to the model as texture, and the texture-mapped and deformed model is rendered. Since this process requires lots of operations, parallel processing is adopted for real-time processing; the system is divided into modules according to functionalities, and each module runs in parallel on each thread. Experimental results show that specific parts of the face in video can be manipulated in real time.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.11 no.5
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• pp.65-71
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• 2011

Face warping techniques have been used for correcting image distortion as well as for creative purposes(e.g., morphing). Smartphone can capture an image from camera and transfer it through network. Thus, warping software which is implemented on the smartphone may be widely used in the fields of game and plastic surgery. This paper describes the design of face warping software using transformation with multiple pairs of lines and bilinear interpolation, and then shows the implementation results on the smartphone. Through many people review, this software showed real-time responsiveness and good transformation quality.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.1012-1018
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• 2007

본 논문에서는 비전 기반 3차원 얼굴 모델의 자동 표정 생성 시스템을 제안한다. 기존의 3차원 얼굴 애니메이션에 관한 연구는 얼굴의 움직임을 나타내는 모션 추정을 배제한 얼굴 표정 생성에 초점을 맞추고 있으며 얼굴 모션 추정과 표정 제어에 관한 연구는 독립적으로 이루어지고 있다. 제안하는 얼굴 모델의 표정 생성 시스템은 크게 얼굴 검출, 얼굴 모션 추정, 표정 제어로 구성되어 있다. 얼굴 검출 방법으로는 얼굴 후보 영역 검출과 얼굴 영역 검출 과정으로 구성된다. HT 컬러 모델을 이용하며 얼굴의 후보 영역을 검출하며 얼굴 후보 영역으로부터 PCA 변환과 템플릿 매칭을 통해 얼굴 영역을 검출하게 된다. 검출된 얼굴 영역으로부터 얼굴 모션 추정과 얼굴 표정 제어를 수행한다. 3차원 실린더 모델의 투영과 LK 알고리즘을 이용하여 얼굴의 모션을 추정하며 추정된 결과를 3차원 얼굴 모델에 적용한다. 또한 영상 보정을 통해 강인한 모션 추정을 할 수 있다. 얼굴 모델의 표정을 생성하기 위해 특징점 기반의 얼굴 모델 표정 생성 방법을 적용하며 12개의 얼굴 특징점으로부터 얼굴 모델의 표정을 생성한다. 얼굴의 구조적 정보와 템플릿 매칭을 이용하여 눈썹, 눈, 입 주위의 얼굴 특징점을 검출하며 LK 알고리즘을 이용하여 특징점을 추적(Tracking)한다. 추적된 특징점의 위치는 얼굴의 모션 정보와 표정 정보의 조합으로 이루어져있기 때문에 기하학적 변환을 이용하여 얼굴의 방향이 정면이었을 경우의 특징점의 변위인 애니메이션 매개변수를 획득한다. 애니메이션 매개변수로부터 얼굴 모델의 제어점을 이동시키며 주위의 정점들은 RBF 보간법을 통해 변형한다. 변형된 얼굴 모델로부터 얼굴 표정을 생성하며 모션 추정 결과를 모델에 적용함으로써 얼굴 모션 정보가 결합된 3차원 얼굴 모델의 표정을 생성한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06a
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• pp.121-123
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• 2006

얼굴의 표정은 얼굴의 구성요소 같은 기하학적 정보와 조명이나 주름 같은 세부적인 정보들로 표현된다. 얼굴 표정은 기하학적 변형만으로는 실감적인 표정을 생성하기 힘들기 때문에 기하학적 변형과 더불어 텍스쳐 같은 세부적인 정보도 함께 변형해야만 실감적인 표현을 할 수 있다. 표정비율이미지 (Expression Ratio Image)같은 얼굴 텍스처의 세부적인 정보를 변형하기 위한 기존 방법들은 조명에 따른 피부색의 변화를 정확히 표현할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 서로 다른 조명 조건에서도 실감적인 표정 텍스처 정보를 적용할 수 있는 비선형 피부색 모델 기반의 표정 합성 방법을 제안한다. 제안된 방법은 동적 외양 모델을 이용한 자동적인 얼굴 특징 추출과 와핑을 통한 표정 변형 단계, 비선형 피부색 변화 모델을 이용한 표정 생성 단계, Euclidean Distance Transform (EDT)에 의해 계산된 혼합 비율을 사용한 원본 얼굴 영상과 생성된 표정의 합성 등 총 3 단계로 구성된다. 실험결과는 제안된 방법이 다양한 조명조건에서도 자연스럽고 실감적인 표정을 표현한다는 것을 보인다.