• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제42권
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• pp.17.1-17.11
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• 2020

Background: To evaluate the facial asymmetry, three-dimensional computed tomography (3D-CT) has been used widely. This study proposed a method to quantify facial asymmetry based on 3D-CT. Methods: The normal standard group consisted of twenty-five male subjects who had a balanced face and normal occlusion. Five anatomical landmarks were selected as reference points and ten anatomical landmarks were selected as measurement points to evaluate facial asymmetry. The formula of facial asymmetry index was designed by using the distances between the landmarks. The index value on a specific landmark indicated zero when the landmarks were located on the three-dimensional symmetric position. As the asymmetry of landmarks increased, the value of facial asymmetry index increased. For ten anatomical landmarks, the mean value of facial asymmetry index on each landmark was obtained in the normal standard group. Facial asymmetry index was applied to the patients who had undergone orthognathic surgery. Preoperative facial asymmetry and postoperative improvement were evaluated. Results: The reference facial asymmetry index on each landmark in the normal standard group was from 1.77 to 3.38. A polygonal chart was drawn to visualize the degree of asymmetry. In three patients who had undergone orthognathic surgery, it was checked that the method of facial asymmetry index showed the preoperative facial asymmetry and the postoperative improvement well. Conclusions: The current new facial asymmetry index could efficiently quantify the degree of facial asymmetry from 3D-CT. This method could be used as an evaluation standard for facial asymmetry analysis.

• 전자공학회논문지
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• 제50권5호
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• pp.199-207
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• 2013

스핀 영상은 3차원 표면의 특징을 효과적으로 표현하기 때문에 3차원 얼굴에서 특징점을 검출하는데 많이 이용된다. 하지만 기존의 스핀 영상은 표면의 법선 벡터 방향에 따라 매우 다른 스핀 영상이 만들어지는 단점이 있다. 또한 해당 영역 내에 존재하는 모든 점을 2차원으로 변환하여 고려하기 때문에 3차원 표면 특징이 모호해질 수 있다. 본 논문에서는 검색 영역을 분할한 스핀 영상을 이용하는 3차원 얼굴 특징점 검출 방법을 제안하였다. 기준점으로부터 떨어진 각도에 따라 검색범위를 분할하여 분할된 영역 내 점들에 대해 스핀 영상을 구성하여 방향에 따른 특징 추출을 극대화했다. 법선 벡터 평탄화를 이용하여 표면 법선 벡터 방향에 대한 잡음 민감성을 줄여 정확한 형태의 스핀 영상을 얻도록 했다. 실험을 통해 제안한 방법으로 찾은 특징점과 실측 특징점과의 거리차를 비교하여 기존방법에 비해 약 34% 향상된 정확도를 얻음을 확인했다.

• 응용통계연구
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• 제31권5호
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• pp.539-554
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• 2018

최근 등장하는 다양한 사물인터넷 기기 혹은 상황인식 기반의 인공지능에서는 사용자와 기기의 상호작용이 중요시 된다. 특히 인간을 대상으로 상황에 맞는 대응을 하기 위해서는 인간의 표정을 실시간으로 인식하여 빠르고 정확한 판단을 내리는 것이 필요하다. 따라서, 보다 빠르고 정확하게 표정을 인식하는 시스템을 구축하기 위해 얼굴 이미지 분석에 대한 많은 연구들이 선행되어 왔다. 본 연구에서는 웹사이트 Kaggle에서 제공한 48*48 8-bit grayscale 이미지 데이터셋을 사용하여 얼굴인식과 표정분류로 구분된 두 단계를 거치는 얼굴표정 자동 인식 시스템을 구축하였고, 이를 기존의 연구와 비교하여 자료 및 방법론의 특징을 고찰하였다. 분석 결과, Face landmark 정보에 주성분분석을 적용하여 단 30개의 주성분만으로도 빠르고 효율적인 예측모형을 얻을 수 있음이 밝혀졌다. LDA, Random forest, SVM, Bagging 중 SVM방법을 적용했을 때 가장 높은 정확도를 보이며, LDA방법을 적용하는 경우는 SVM 다음으로 높은 정확도를 보이며, 매우 빠르게 적합하고 예측하는 것이 가능하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.163-170
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• 2022

본 논문은 실생활 속 정제되지 않은 입력으로 인해 안면의 특징점을 추출하여 객체 인식 모델의 이상적인 성능과 속도를 보증해주지 못하는 문제점을 가중치 합산을 통한 저장 알고리즘을 통해 개선하는 방법을 소개한다. 많은 안면인식 프로세스들은 이상적인 상황에서의 정확도를 보장해주지만, 실생활에서 발생할 수 있는 수많은 방해요인에 대해서는 대처하지 못한다는 문제점이 주목받고 있으며 이는 곧 보안과 밀접하게 관련된 안면인식 프로세스에서 심각한 문제를 발생할 수도 있다. 본 논문에서는 사람의 고유한 특징점은 사진의 구도 등의 여러 변수가 있어도 결국 평균적인 하나의 형태를 띤다는 점을 이용하여 입력으로 추출된 특징점을 여러 방해 요인에 과적합 되어있지 않은 소수의 특징점과 비교를 통해 실시간으로 빠르게, 그리고 정확하게 안면인식을 할수 있는 방법을 가중치 합산방식을 통하여 제시한다.

• Journal of Information Science Theory and Practice
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• 제7권2호
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• pp.32-39
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• 2019

A convolutional neural network (CNN) has been widely used in facial expression recognition (FER) because it can automatically learn discriminative appearance features from an expression image. To make full use of its discriminating capability, this paper suggests a simple but effective method for CNN based FER. Specifically, instead of an original expression image that contains facial appearance only, the expression image with facial geometry visualization is used as input to CNN. In this way, geometric and appearance features could be simultaneously learned, making CNN more discriminative for FER. A simple CNN extension is also presented in this paper, aiming to utilize geometric expression change derived from an expression image sequence. Experimental results on two public datasets (CK+ and MMI) show that CNN using facial geometry visualization clearly outperforms the conventional CNN using facial appearance only.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.512-517
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• 2011

얼굴영상에서 나타나는 정서특징을 분석하기 위하여 본 논문에서는 Active Shape Model (ASM)과 Lucas-Kanade (LK) optical flow 기법을 기반으로 하는 특징검출 및 분석방법을 제안한다. Facial Action Coding System에 근거하여 묘사된 정서적 특징을 고려하여, 특징이 분포하는 영역에 위치한 다수의 landmark로 shape 모델을 구성하고 모델에서 각 Landmark를 중심으로 하는 움직임 벡터 윈도우 내부의 픽셀에 대한 LK 기법을 통해 optical flow 벡터를 추출한다. 추출된 움직임 벡터의 방향성 조합에 근거하여 얼굴정서특징을 shape 모델로 표현할 수 있으며, 베이지안 분류기라는 확률 기반 추론기법을 기반으로 정서적 상태에 대한 추정할 수 있다. 또한, 정서특징분석과정의 연산 효율성과 정확성 향상을 도모하기 위하여 common spatial pattern (CSP) 분석기법을 적용하여 정서상태 별로 상관성이 높은 특징만으로 구성된 최적정서특징을 추출한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권1호
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• pp.213-220
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• 2018

얼굴 모핑은 원본 이미지에서 목표 이미지로 점진적이면서 자연스럽게 영상을 변화시키는 기법으로 영상처리와 그래픽 분야에서 자주 사용되는 강력한 영상처리 기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 Dlib 얼굴 랜드마크 검출기를 이용하여 생성된 얼굴 랜드마크 정점들을 이용하여 들로네 삼각망을 생성하고 원본 영상에서 목표영상으로의 들로네 삼각망들의 와핑과 크로스 디졸브를 통해 모핑을 구현하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 들로네 삼각망을 생성하기 위한 정점들을 수동으로 만들어 주는 것이 아니라, 얼굴 모핑에서 얼굴의 주요한 부분인 눈, 눈썹, 코, 입 등의 얼굴의 주요 특징점이라 할 수 있는 얼굴 랜드마크들을 이용함으로써 자동으로 들로네 삼각망을 생성할 수 있다는 것이 특징이다. 그리고 수동으로 정점을 추가할 수도 있어 더욱 자연스러운 모핑 결과를 얻을 수 있을 수 있다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 대한한의학회지
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• 제42권4호
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• pp.102-119
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• 2021

Objectives: Facial diagnosis is an important part of clinical diagnosis in traditional East Asian Medicine. In this paper, using a fully automated facial shape analysis system, we show that facial morphological features are associated with cold pattern. Methods: The facial morphological features calculated from 68 facial landmarks included the angles, areas, and distances between the landmark points of each part of the face. Cold pattern severity was determined using a questionnaire and the cold pattern scores (CPS) were used for analysis. The association between facial features and CPS was calculated using Pearson's correlation coefficient and partial correlation coefficients. Results: The upper chin width and the lower chin width were negatively associated with CPS. The distance from the center point to the middle jaw and the distance from the center point to the lower jaw were negatively associated with CPS. The angle of the face outline near the ear and the angle of the chin line were positively associated with CPS. The area of the upper part of the face and the area of the face except the sensory organs were negatively associated with CPS. The number of facial morphological features that exhibited a statistically significant correlation with CPS was 37 (unadjusted). Conclusions: In this study of a Korean population, subjects with a high CPS had a more pointed chin, longer face, more angular jaw, higher eyes, and more upward corners of the mouth, and their facial sensory organs were relatively widespread.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제15권6호
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• pp.281-289
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• 2023

PURPOSE. This study aimed to predict the positional coordinates of incisor points from the scan data of conventional complete dentures and verify their accuracy. MATERIALS AND METHODS. The standard triangulated language (STL) data of the scanned 100 pairs of complete upper and lower dentures were imported into the computer-aided design software from which the position coordinates of the points corresponding to each landmark of the jaw were obtained. The x, y, and z coordinates of the incisor point (X_P, Y_P, and Z_P) were obtained from the maxillary and mandibular landmark coordinates using regression or calculation formulas, and the accuracy was verified to determine the deviation between the measured and predicted coordinate values. Y_P was obtained in two ways using the hamularincisive-papilla plane (HIP) and facial measurements. Multiple regression analysis was used to predict Z_P. The root mean squared error (RMSE) values were used to verify the accuracy of the X_P and Y_P. The RMSE value was obtained after crossvalidation using the remaining 30 cases of denture STL data to verify the accuracy of Z_P. RESULTS. The RMSE was 2.22 for predicting X_P. When predicting Y_P, the RMSE of the method using the HIP plane and facial measurements was 3.18 and 0.73, respectively. Cross-validation revealed the RMSE to be 1.53. CONCLUSION. Y_P and Z_P could be predicted from anatomical landmarks of the maxillary and mandibular edentulous jaw, suggesting that Y_P could be predicted with better accuracy with the addition of the position of the lower border of the upper lip.

• 지능정보연구
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• 제29권2호
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• pp.171-187
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• 2023

저화소의 감시카메라와 같은 촬영 장비를 통해 사람의 얼굴을 인식할 경우, 화질이 낮아 얼굴을 포착하기 어렵다는 문제점이 있다. 이렇게, 사람의 얼굴을 인식하기 어렵다면 범죄용의자나 실종자를 특정해내지 못하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 기존 이미지 속 안면 인식에 관한 연구들에서는 정제된 데이터셋을 사용하였기 때문에 다양한 환경에서의 성능을 가늠하기 어렵다는 한계가 존재한다. 이에, 본 논문에서는 저화질 이미지에서 안면 인식 성능이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 다양한 환경을 고려한 저화질 안면 이미지에 대해 화질 개선을 수행하여 고화질 이미지를 생성한 뒤, 안면 특징점 검출의 성능 향상시키는 방법을 제안한다. 제안 방법의 현실 적용 가능성을 확인하기 위해 전체 이미지에서 사람이 상대적으로 작게 나타나는 데이터셋을 선정하여 실험을 수행하였다. 또한 마스크 착용 상황을 고려한 안면 이미지 데이터셋을 선정하여, 현실 문제로의 확장 가능성을 탐구하였다. 안면 이미지의 화질을 개선하여 특징점 검출 모델의 성능을 측정한 결과, 개선 후 안면의 검출 여부는 마스크를 착용하지 않은 이미지의 경우 평균 3.47배, 마스크를 착용한 경우 평균 9.92배로 성능 향상을 확인할 수 있었다. 안면 특징점에 대한 RMSE는 마스크를 착용한 이미지의 경우 평균 8.49배 감소, 마스크를 착용하지 않은 경우 평균 2.02배 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이에, 화질 개선을 통해 저화질로 포착된 안면 이미지에 대한 인식률을 높여 제안 방법의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.