• 제목/요약/키워드: Robust PCA

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Boosting the Face Recognition Performance of Ensemble Based LDA for Pose, Non-uniform Illuminations, and Low-Resolution Images

  • Haq, Mahmood Ul;Shahzad, Aamir;Mahmood, Zahid;Shah, Ayaz Ali;Muhammad, Nazeer;Akram, Tallha
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권6호
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    • pp.3144-3164
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    • 2019
  • Face recognition systems have several potential applications, such as security and biometric access control. Ongoing research is focused to develop a robust face recognition algorithm that can mimic the human vision system. Face pose, non-uniform illuminations, and low-resolution are main factors that influence the performance of face recognition algorithms. This paper proposes a novel method to handle the aforementioned aspects. Proposed face recognition algorithm initially uses 68 points to locate a face in the input image and later partially uses the PCA to extract mean image. Meanwhile, the AdaBoost and the LDA are used to extract face features. In final stage, classic nearest centre classifier is used for face classification. Proposed method outperforms recent state-of-the-art face recognition algorithms by producing high recognition rate and yields much lower error rate for a very challenging situation, such as when only frontal ($0^{\circ}$) face sample is available in gallery and seven poses ($0^{\circ}$, ${\pm}30^{\circ}$, ${\pm}35^{\circ}$, and ${\pm}45^{\circ}$) as a probe on the LFW and the CMU Multi-PIE databases.

개선된 ICA 기저영상을 이용한 국부적 왜곡에 강인한 얼굴인식 (Face Recognition Robust to Local Distortion using Modified ICA Basis Images)

  • 김종선;이준호
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제33권5호
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    • pp.481-488
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    • 2006
  • 부공간 투영기술(subspace projection)을 이용한 얼굴인식기술의 성능은 이들 기저영상들(basis images)의 특징과 밀접한 관련이 있다. 특히 표정변화와 같은 국부적 왜곡이나 오클루전이 있는 경우의 인식성능은 기저영상들의 특징에 의해 영향을 받게 된다. 부공간 투영기반의 얼굴인식 방법이 오클루전이나 표정변화와 같은 국부적인 왜곡발생에 강인하려면 부분국부적 표현(part-based local representation)의 기저벡터를 갖는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국부적 왜곡과 오클루전에 강인한 효과적인 부분국부적 표현방법을 제안한다. 제안한 방법을 LS-ICA(locally salient ICA) 방법이라고 명명하였다. LS-ICA방법은 ICA 구조I의 기저영상을 구하는 과정에서 공간적인 국부성(locality)의 제약조건을 부과함으로써 부분국부적 기저영상(part-based local basis images)을 얻는 방법이다. 결과적으로 공간적으로 현저한 특징만을 포함하는 기저영상을 사용하게 되며, 이는 "Recognition by Parts"의 방법론과 유사하다. LS-ICA방법과 LNMF(Localized Non-negative Matrix Factorization)와 LFA(Local Feature Analysis)와 같은 기존의 부분 표현방법(part-based representation)들에 대해 다양한 얼굴영상 데이타베이스를 사용하여 실험한 결과, LS-ICA방법이 기존의 방법에 비하여 높은 인식성능을 보였으며, 특히 오클루전이나 국부적인 변형이 포함된 얼굴영상에서 뛰어난 인식성능을 보였다.

ASM기반 (2D)2 하이브리드 전처리 알고리즘을 이용한 얼굴인식 시스템 설계 (Design of ASM-based Face Recognition System Using (2D)2 Hybird Preprocessing Algorithm)

  • 김현기;진용탁;오성권
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.173-178
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    • 2014
  • 본 연구에서는 ASM기반 $(2D)^2$ 하이브리드 전처리 알고리즘을 이용한 얼굴인식 분류기와 그것의 설계방법론을 소개한다. 얼굴인식을 위한 이미지는 외부 환경에 쉽게 영향을 받기 때문에, 전처리 단계로 이러한 문제를 해결하기 위해서 ASM을 사용하였다. 특히 사람 얼굴의 특징 추출을 목적으로 널리 이용되고 있다. ASM을 이용해 얼굴영역을 추출 한 뒤 PCA와 LDA를 이용한 $(2D)^2$ 하이브리드 전처리 알고리즘을 이용하여 차원을 축소한다. 전처리 알고리즘을 통한 얼굴데이터는 제안된 다항식 기반 방사형 기저함수 신경회로망의 입력으로 사용된다. 기존의 신경회로망과는 달리 제안된 지능형 패턴 분류기는 강인한 네트워크 특성을 가지며, 예측능력이 우수할 뿐만 아니라 다차원 입출력에 대한 문제도 해결했다. 분류기의 중요한 필수 설계 파라미터(행의 고유벡터의 수, 열의 고유벡터의 수, 클러스터의 수, 퍼지화 계수)는 ABC알고리즘에 의해 최적화 되어진다. 얼굴인식에 많이 사용되는 Yale과 AT&T를 사용하여 인식률을 평가하였다.

초음파 도플러를 이용한 음성 인식 (Automatic speech recognition using acoustic doppler signal)

  • 이기승
    • 한국음향학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.74-82
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    • 2016
  • 본 논문에서는 음성 신호 대신 초음파 도플러 신호를 이용하여 음성을 인식하는 새로운 음성 인식 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 주변 잡음에 대한 강인성과 무 접촉식 센서 사용에 따른 사용자의 불편함 감소를 포함하는 기존의 음성/무음성 인식 방법에 비해 몇 가지 장점을 갖는다. 제안된 방법에서는 40 kHz의 주파수를 갖는 초음파 신호를 입 주변에 방사하여, 반사된 신호를 취득하고, 취득된 신호의 도플러 주파수 변화를 이용하여 음성 인식을 구현하였다. 단일 채널 초음파 신호를 사용하는 기존의 연구와 달리, 다양한 위치에서의 취득된 초음파 신호를 음성 인식에 사용하기 위해 다채널 취득 장치를 고안하였다. PCA(Principal Component Analysis)특징 변수를 사용한 음성 인식에는 좌-우 모델을 갖는 은닉 마코프 모델을 사용하였다. 제안된 방법의 검증을 위해 60개의 한국어 고립어에 대해 6명의 화자로부터 취득된 초음파 도플러 신호를 인식에 사용하였으며, 기존 음성기반 음성인식 기법과 비교할 만한 수준의 인식율을 얻을 수 있었다. 또한 실험 결과 제안된 방법은 기존의 단일 채널 음성 인식 방법과 비교하여 우수한 성능을 나타내었으며, 특히 잡음 환경에서도 90 % 이상의 인식율을 얻을 수 있었다.

주성분분석을 활용한 국내 재벌계열사들의 재무적 현금보유이론에 대한 검정 (Principal Component Analysis on the Theory of Corporate Cash Holdings for Korean Chaebol Firms)

  • 김한준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.255-263
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    • 2016
  • 본 논문에서는 국내 기업들의 현금보유 동기 관련, 재무적 이론들 (즉, 상충이론, 자본조달순위이론, 그리고자유현금흐름 이론 등)에 대한 실증적 분석이 수행되었다. 국내 자본시장에서 현재까지 진행되고 있는 재벌계열사들을 포함한 국내기업들의 현금유동성 과다 보유여부 관련, 상기 재무적 이론들과 연관된 해당 재무변수들의 통계적 중요성을 주성분분석 방법론을 활용하여 검정하였으며, 본 연구는 기존의 현금유동성과 관련된 연구들에 대한 확장연구로서의 의미도 갖는다고 판단된다. 본문 중 수립된 2가지 가설과 관련하여, 첫 번째 가설의 검정 결과에서는 연구에 활용된 총 20개의 재무변수들 중, 현금전환주기, 부채비율 등 9개의 재무비율들이 표본기업들의 현금유동성 수준에 영향을 미치는 것으로 판명되었고, 두 번째 검정 결과에서는 국제금융위기 직후와 최근기간을 비교하여, 동 유동성비율이 감소한 동 계열사들의 주된 이유로서는 상충이론의 해당 변수인 미래 투자기회와 연관된 재무적 제약, 그리고 대리인문제 이론의 변수인 동 기업들에 대한 외국인 지분율 등으로 검정되었다. 본 연구결과는 기업의 현금유동성 수준 관련, 기존의 유사주제 연구결과들에 대한 강건성을 보강할 수 있다고도 판단된다. 또한, 동 결과들은 자본선진국 혹은 신흥개발국 기업들의 최적 현금유동성 분석에도 활용되어 기업가치 극대화에 기여할 것으로 기대된다.

3차원 얼굴 모델링을 위한 스캔 데이터의 통합 방법 (A Method of Integrating Scan Data for 3D Face Modeling)

  • 윤진성;김계영;최형일
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권6호
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    • pp.43-57
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    • 2009
  • 여러 시점에서 계측한 3차원 데이터를 통합하는 기술은 3차원 모델링에 매우 중요한 기술이다. 기존의 표면(Surface)통합 방법들은 정합오차와 잡음에 민감하다. 본 논문에서는 표면의 지역적 지형을 이용하는 표면통합 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 먼저 인접한 표면 사이에서 일정 지형적 조건을 만족하는 외곽정점의 쌍, 즉 대응정점을 찾아 표면 사이의 지역을 여러 지역으로 구분한다. 다음으로 주성분 분석(PCA)을 통해 각 지역에 대한 최접합 평면(Best Pitting Plane)을 계산하여 표면 사이에 삽입될 삼각형의 생성에 이용한다. 제안하는 알고리즘은 지역적 단위로 지형을 이용하여 인접한 표면을 통합하기 때문에 정합오차와 잡음에 강건하다. 본 논문에서는 또한 변수화(Parameterization)기술을 이용하는 질감(Texture)통합 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 통합된 표면을 각 표면의 초기시점으로 변환하고 해당 시점의 질감영상을 투영한다. 투영된 질감영상들을 통합된 표면의 2차원 변수화 표면에 할당하여 표면들이 통합된 이음새를 따라 통합한다. 실험을 통해 제안하는 방법이 얼굴모델링에 효율적임을 보인다.

증강현실에서 가려진 마커를 위한 Affine-SIFT 정합 점들을 이용한 마커 검출 기법 (Marker Detection by Using Affine-SIFT Matching Points for Marker Occlusion of Augmented Reality)

  • 김용민;박찬우;박기태;문영식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권2호
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    • pp.55-65
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    • 2011
  • 본 논문은 증강현실 시스템에서 마커가 가려진 상황에서도 강건한 마커 검출을 위하여 지역적인 특징 점들을 이용하는 방법을 제안한다. 가려진 마커를 효율적으로 검출하기 위하여, 첫 번째 단계로 등록된 마커와 가려진 마커가 포함된 입력 영상을 Affine-SIFT (ASIFT, Affine-Scale Invariant Features Transform) 방법을 이용해 정합된 특징 점들을 검출한다. 두 번째 단계로 정합된 특징 점들의 이상치(Outlier)를 제거하기 위하여, 등록된 마커의 특징 점들에 주성분 분석(Principal Component Analysis)을 적용하고 제 1 주축과 제 2 주축으로 사영한 후 중심으로 부터의 거리에 대한 평균값을 타원의 장축과 단축으로 지정한다. 세 번째 단계로 마커의 기하학적인 왜곡을 추정하기 위하여 특징 점들이 이루는 Convex-hull 지점들을 다각형의 꼭짓점으로 정한다. 마지막 단계로, 입력영상에 정합된 특징 점들의 기하적인 왜곡의 변화를 추정함으로써 마커의 가려진 환경에 서도 강건한 마커 검출 결과를 얻을 수 있다.

Robustness of Face Recognition to Variations of Illumination on Mobile Devices Based on SVM

  • Nam, Gi-Pyo;Kang, Byung-Jun;Park, Kang-Ryoung
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제4권1호
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    • pp.25-44
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    • 2010
  • With the increasing popularity of mobile devices, it has become necessary to protect private information and content in these devices. Face recognition has been favored over conventional passwords or security keys, because it can be easily implemented using a built-in camera, while providing user convenience. However, because mobile devices can be used both indoors and outdoors, there can be many illumination changes, which can reduce the accuracy of face recognition. Therefore, we propose a new face recognition method on a mobile device robust to illumination variations. This research makes the following four original contributions. First, we compared the performance of face recognition with illumination variations on mobile devices for several illumination normalization procedures suitable for mobile devices with low processing power. These include the Retinex filter, histogram equalization and histogram stretching. Second, we compared the performance for global and local methods of face recognition such as PCA (Principal Component Analysis), LNMF (Local Non-negative Matrix Factorization) and LBP (Local Binary Pattern) using an integer-based kernel suitable for mobile devices having low processing power. Third, the characteristics of each method according to the illumination va iations are analyzed. Fourth, we use two matching scores for several methods of illumination normalization, Retinex and histogram stretching, which show the best and $2^{nd}$ best performances, respectively. These are used as the inputs of an SVM (Support Vector Machine) classifier, which can increase the accuracy of face recognition. Experimental results with two databases (data collected by a mobile device and the AR database) showed that the accuracy of face recognition achieved by the proposed method was superior to that of other methods.

방향성 얼굴형상과 SOFM을 이용한 얼굴 인식에 관한 연구 (A Study on Face Recognition Using Diretional Face Shape and SOFM)

  • 김승재;이정재
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.109-116
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    • 2019
  • 본 논문은 얼굴 형상 인식을 위한 보다 안정적이며 조명 변화와 회전에 강인하게 얼굴 영역을 검출하며, 계산의 효율성과 검출 성능을 동시에 만족시키는 강인한 검출 알고리즘에 대해 제안한다. 제안한 알고리즘은 단일 카메라 환경에서 얼굴 형상을 입력정보로 사용하여 전처리 과정을 거쳐 얼굴 영역만을 분할한 후 자기 조직화 특징 지도(SOFM) 알고리즘을 이용하여 얼굴 형상을 인식하게 된다. 그러나 조명 변화에 민감하고 자유도가 큰 얼굴 영역을 정확히 인식하기란 쉽지 않으며 오차 범위도 크기 때문에 본 논문에서는 인식률을 높이기 위해 각각의 얼굴 형상에 대한 회전 정보를 데이터베이스화 한 후 주성분 분석을 적용하여 군집화 함으로서 인식오차를 줄였다. 또한 차원 축소로 인해 많은 계산량이 요구되지 않기 때문에 실시간 인식 시간도 줄일 수 있었다.

빠른 얼굴 검출을 이용한 실시간 얼굴 인식 시스템 (A Real-time Face Recognition System using Fast Face Detection)

  • 이호근;정성태
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제32권12호
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    • pp.1247-1259
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    • 2005
  • 본 연구는 웹카메라와 같은 저해상도의 동영상으로부터 실시간 다중 얼굴 인식 시스템을 제안한다. 동영상을 이용한 얼굴 인식 시스템은 크게 얼굴 검출 단계와 얼굴 분류 단계로 나눌 수 있다. 첫째, 얼굴 검출 단계에서는 빠르고 강인한 객체 검출 성능을 가진 AdaBoost를 이용하여 얼굴 후보 영역을 검출하였고, 검출된 얼굴 후보 영역에 대한 주성분을 수행하여 데이타의 크기기 현저히 줄어든 특징 벡터를 구한 다음에 특징 벡터에 대해 SVM 기반 이진 분류를 수행하여 얼굴 후보 영역을 검증하였다. 둘째, 얼굴 분류 단계에는 주성분 분석과 멀티 SVM을 이용하여 각 얼굴들을 분류하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 방법은 저해상도에서도 높은 얼굴 검출율과 동영상에서 실시간 처리가 가능한 빠른 다중 얼굴 검출과 인식 성능을 보였다. 또한 팬-틸트 기능을 가진 웹카메라를 이용한 자동 추적형 얼굴 인식 시스템을 적용하여 얼굴 검출 성능을 향상시켰고, 얼굴 인식 시스템의 응용으로 무선 On/off 얼굴인식 도어락 시스템을 구현하였다.