• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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• pp.714-718
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• 2009

3D reconstruction of a human face from an image sequence remains an important problem in computer vision. We propose a method, based on a factorization algorithm, that reconstructs a 3D face model from short image sequences exhibiting rotational motion. Factorization algorithms can recover structure and motion simultaneously from one image sequence, but they usually require that all feature points be well tracked. Under rotational motion, however, feature tracking often fails due to occlusion and frame out of features. Additionally, the paucity of images may make feature tracking more difficult or decrease reconstruction accuracy. The proposed 3D reconstruction approach can handle short image sequences exhibiting rotational motion wherein feature points are likely to be missing. We implement the proposal as a reconstruction method; it employs image sequence division and a feature tracking method that uses Active Appearance Models to avoid the failure of feature tracking. Experiments conducted on an image sequence of a human face demonstrate the effectiveness of the proposed method.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권1호
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• pp.122-131
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• 2011

최근에 널리 사용되고 있는 단일 영상 기반의 3차원 얼굴 복원 방법인 변형 가능한 3차원 얼굴 형상 모델(3D morphable shape model)은 입력 영상으로부터 2차원 얼굴 특징점들을 정확하게 추출할 경우, 입력 얼굴과 유사한 3차원 얼굴 형상을 생성할 수 있다. 그러나 실시간 3차원 얼굴 복원 시스템과 같이 사용자의 협조가 불가능한 경우에는 자동으로 얼굴 특징점들을 추출해야 하기 때문에, 특징점 추출 오류가 발생하여 정확한 3차원 얼굴 형상을 생성하기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문에서는 특징점 추출 시 오추출 특징점과 정추출 특징점을 자동으로 분류하고, 정추출 특징점들만을 이용하여 3차원 얼굴을 복원하는 방법을 제안하였다. 실험결과에서는 특징점 자동 추출 오류를 고려하지 않은 기존 방법과 비교한 결과, 제안방법의 3차원 얼굴 복원 성능이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권1호
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• pp.103-110
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• 2011

기존에 널려 쓰이는 3차원 얼굴 복원 방식인 Structure from motion(SfM)은 정면 및 좌우 측면 영상들이 입력할 때, 좌우 얼굴 특정 점들이 검출되어 우수한 성능을 보인다. 그러나 감시 카메라 환경과 같이 한 쪽 측면 얼굴 영상들이 입력될 경우, 보이는 한 쪽 얼굴 특정 점들만이 입력되므로, 가려진 부분의 얼굴이 제대로 복원되지 않는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 사람의 얼굴이 좌우 대칭이라는 제한 조건을 이용하여 대칭이 되는 얼굴 특정 정들을 생성하였으며, 이렇게 생성된 얼굴 특정 점들과 입력된 얼굴 특정 점들을 결합하여 사용함으로써 기존 SfM 기반 3차원 얼굴 복원 방식의 성능을 향상시켰다. 제안한 3차원 얼굴 복원 방법을 정량적으로 평가하기 위해 3차원 스캐너를 이용해 3차원 얼굴을 취득하였고, 이를 복원한 3차원 얼굴과 비교한 결과 좌우 대칭 특정 점들을 함께 사용하는 제안한 3차원 복원 방식은 한 쪽 측면 특정 점들만을 사용하는 기존 방식에 비해 우수한 성능을 보였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.500-506
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• 2014

A new 3-D reconstruction algorithm for the human face is proposed using the derivative Moir$\acute{e}$ topography which ensures fast and robust reconstruction even for rough surfaces. The Moir$\acute{e}$ interference fringe pattern is initially obtained through the projection Moir$\acute{e}$ topography based on phase shifting, and then differentiated to provide a full unwrapped phase map for a human face. $2{\pi}$ ambiguity, which has been a chronically unsolved problem with Moir$\acute{e}$ topography, is successfully surmounted by differentiating the Moir$\acute{e}$ fringe patterns both in x- and y-directions when the object is located in the x-y plane. A real human face is used for verifying the proposed derivative Moir$\acute{e}$ topography. A human face of 4 different phase-shifted images taken in the fixed plane is almost fully reconstructed in 3-D format in 0.1 mm lateral resolution.

• Journal of International Society for Simulation Surgery
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• 제1권2호
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• pp.57-61
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• 2014

We present a robust 3D facial reconstruction method using a single image generated by face-specific super resolution technique. Based on the several consecutive frames with low resolution, we generate a single high resolution image and a three dimensional facial model based on it. To do this, we apply PME method to compute patch similarities for SR after two-phase warping according to facial attributes. Based on the SRI, we extract facial features automatically and reconstruct 3D facial model with basis which selected adaptively according to facial statistical data less than a few seconds. Thereby, we can provide the facial image of various points of view which cannot be given by a single point of view of a camera.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1690-1710
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• 2014

In this paper, we propose the rapid implementation of a 3-dimensional (3D) facial reconstruction from a single frontal face image and introduce a design for its application on a mobile device. The proposed system can effectively reconstruct human faces in 3D using an approach robust to lighting conditions, and a fast method based on a Canonical Correlation Analysis (CCA) algorithm to estimate the depth. The reconstruction system is built by first creating 3D facial mapping from a personal identity vector of a face image. This mapping is then applied to real-world images captured with a built-in camera on a mobile device to form the corresponding 3D depth information. Finally, the facial texture from the face image is extracted and added to the reconstruction results. Experiments with an Android phone show that the implementation of this system as an Android application performs well. The advantage of the proposed method is an easy 3D reconstruction of almost all facial images captured in the real world with a fast computation. This has been clearly demonstrated in the Android application, which requires only a short time to reconstruct the 3D depth map.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권3_4호
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• pp.168-185
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• 2003

본 논문은 하나의 스케치 면도인 선화로부터 면 인식의 탐색 영역을 축소하고 다양한 3차원 물체를 빠르게 복원하는 점진적인 알고리즘을 제안한다. 복원 과정의 입력으로 사용되는 스케치 면도는 파선이 제거되지 않은 모서리-꼭지점 그래프인 2차원 스케치 면도로서 3차원 와이어프레임 물체의 부정확한 free-hand 스케치이다. 알고리즘은 두 단계로 수행된다. 면 인식 단계에서는 스케치 면도로부터 모든 가능 한 면을 생성하고 탐색 공간을 축소하기 위한 기하학적 위상학적 제약 조건을 이용하여 면을 불가능한 면, 기본 면, 최소 면으로 분류한다. 제안 알고리즘은 물체를 구성하는 실제 면을 빠르게 인식하기 위하여 최소 면만을 탐색한다 물체 생성 단계에서는 면의 스케치 순서에 따라 물체의 꼭지점 좌표를 최적화함으로써 3차원 구조를 점진적으로 계산한다. 점진적 방법은 복원 과정에서 물체와 스케치 도면 사이의 관계로부터 유도된 3차원 제약 조건을 적용함으로써 최적 3차원 물체를 빠르게 복원한다. 또한, 스케치 도중에 시점 이동을 허용한다. 점진적 복원 알고리즘을 기술하고 실제 구현 결과를 보인다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(3)
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• pp.113-116
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• 2000

Human face recognition and 3D human face reconstruction has been studied in this paper. To find the facial feature points, find edge from input image and analysis the accumulated histogram of edge information. This paper use a Generic Face Model to display the 3D human face model which was implement with OpenGL and generated with 500 polygons. For reality of 3D human face model, we propose Group matching mapping method between facial feature points and the one of Generic Face Model. The personalized 3D human face model which resembles real human face can be generated automatically in less than 5 seconds on Pentium PC.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권3호
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• pp.133-140
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• 2007

SWBF(shrink-wrapped boundary face) 알고리즘은 조직되지 않은 3차원 측정점으로부터 표면을 재구성하기 위해 최근에 제안된 방법이다. 본 논문에서는 SWBF 알고리즘의 표면 중복문제를 제기하고, 이를 해결하기 위한 개선된 표면 재구성 방법을 제안한다. 제안된 방법은 경계셀이 아닌 모든 셀들을 내부셀과 외부셀로 구분하고, 개선된 경계면의 정의를 이용해 초기메쉬에서 표면의 중복이 발생하지 않도록 하였다. 또한, 측정 방향에 따라 표면 샘플링의 조밀도가 차이가 나는 일반적인 3차원 스캐너로부터 추출된 데이터의 처리를 위해 셀 영상에서 2차원 연결성을 정의하여 사용하였다. 실험을 통해 제안된 방법이 SWBF 알고리즘의 표면중복문제를 극복하는데 매우 유용함을 알 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제27권2호
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• pp.235-238
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• 2005

A new mesh reconstruction scheme for approximating a surface from a set of unorganized 3D points is proposed. The proposed method, called a shrink-wrapped boundary face (SWBF) algorithm, produces the final surface by iteratively shrinking the initial mesh generated from the definition of the boundary faces. SWBF surmounts the genus-0 spherical topology restriction of previous shrink-wrapping-based mesh generation techniques and can be applied to any type of surface topology. Furthermore, SWBF is significantly faster than a related algorithm of Jeong and others, as SWBF requires only a local nearest-point-search in the shrinking process. Our experiments show that SWBF is very robust and efficient for surface reconstruction from an unorganized point cloud.