KR101141643B1 - 캐리커쳐 생성 기능을 갖는 이동통신 단말기 및 이를 이용한 생성 방법 - Google Patents

캐리커쳐 생성 기능을 갖는 이동통신 단말기 및 이를 이용한 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가버(Gabor) 웨이브렛과 FCM 군집화 알고리즘을 저장하고 기본 얼굴 모델을 저장하는 메모리부; 입력되는 얼굴 영상으로부터 얼굴 구성요소의 특징을 상기 알고리즘을 통해 추출하고 기본 얼굴 모델에서 추출한 구성 요소 특징으로 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 캐리커쳐 생성부 및 상기 얼굴 영상을 처리하는 신호 입력을 받아 영상 변환 과정을 제어하는 제어부에 관한 것으로, 얼굴 영상을 입력받아 얼굴 주요 요소의 특징점을 추출하여 기본 얼굴 모델을 변형하여 사용자의 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 것으로, 생성된 얼굴 캐리커쳐는 사용자 고유의 아비타 기능으로 단말기에서 자유롭게 사용할 수 있고 다른 통신 단말기로도 전송할 수 있다.
캐리커쳐, 가버(Gabor) 웨이브렛, FCM 군집화 알고리즘, 얼굴 요소

Description

캐리커쳐 생성 기능을 갖는 이동통신 단말기 및 이를 이용한 생성 방법{ Apparatus and Method for caricature function in mobile terminal using basis of detection feature-point}
도 1은 본 발명에 따른 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기 내부 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 얼굴 영상을 캐리커쳐로 만드는 과정을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기의 이용 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기의 이용 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 캐리커쳐는 인물 또는 의인화된 동식물을 소재로 익살, 유머, 풍자 등의 효과를 노려서 그린 그림으로, 사용자의 호기심이나 대리 만족, 개인이 요구하는 이상적인 인물 등의 의미를 내포하며, 주로 연예인이나 스포츠 선수들이 홍보수단으로 활용하여 왔으나, 요즘에는 일반인들에게도 널리 이용되고 있는 실정이다. 전통적인 방식으로 캐리커쳐는 전문 캐리커쳐 디자이너의 수작업을 통해 완성되어 왔지만, 일반인의 관심도 증가에 따라 전문가의 손을 빌리지 않고도 캐리커쳐 생성이 가능한 기술들이 개발되고 있다. 일례로, 사용자가 클립아트 데이터베이스로부터 눈, 코, 입 등의 얼굴 윤곽선을 형성하는데 필요한 클립아트들을 선택하여 조합하고 각종 액세서리 또는 옷 등을 입혀 최종 캐리커쳐를 완성하는 것을 들 수 있다. 그러나 이러한 방법은 사용자가 자신의 얼굴 특징과 가장 가까운 클립아트를 선택하기가 매우 어렵다는 문제점 때문에 유사성 부족으로 인한 불만이 많이 제기되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자 얼굴 특징을 나타내는 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가버(Gabor) 웨이브렛과 FCM 군집화 알고리즘을 저장하고 기본 얼굴 모델을 저장하는 메모리부; 입력되는 얼굴 영상으로부터 얼굴 구성요소의 특징을 상기 알고리즘을 통해 추출하고 기본 얼굴 모델에서 추출한 구성 요소 특징으로 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 캐리커쳐 생성부 및 상기 얼굴 영상을 처리하는 신호 입력을 받아 영상 변환 과정을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기의 이용 방법에 있어서, 입력된 얼굴 영상에서 가버(Gabor) 웨이브릿에 의한 얼굴의 주요 요소 경계선을 추출하는 단계; 상기 경계선 정보는 FCM 군집화 알고리즘에 의해 감소한 차원의 얼굴 요소 특징 벡터로 검출하는 단계; 상기 얼굴 요소의 특징 벡터로 기본 얼굴 모델을 변형시켜 캐리커쳐를 생성하는 단계 및 상기 캐리커쳐 이미지를 저장하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기 내부 구성도이다.
키입력부(10)는 다수의 키 버튼으로 이루어진 키패드로 본 발명의 의한 입력 동작시에 키 입력에 의한 신호를 전송한다. 캐리커쳐 생성부(20)는 입력되는 얼굴 영상으로부터 얼굴 구성 요소의 특징을 검출하여 기본 얼굴 모델에 이를 적용하여 얼굴 캐리커쳐를 생성한다. 캐리커쳐 생성부(20)는 얼굴 특징 검출부(21)와 얼굴 특징 적용부(22)로 이루어진다. 얼굴 특징 검출부(21)는 입력받은 얼굴 영상을 가버(Gabor) 웨이브렛 변환을 하여 얼굴 주요 요소들의 경계선을 추출하고 FCM(Fuzzy C-Means) 군집화 알고리즘을 적용하여 얼굴 요소의 특징점들의 위치를 검출한다. 얼굴 특징 적용부(22)는 알고리즘을 통하여 검출된 얼굴 요소의 특징점들의 위치에 기본 얼굴 모델을 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성한다. 제어부(30)는 본 발명에 따른 전반적인 동작을 제어하고, 소정의 동작 프로그램을 저장하는 롬(ROM)과 상기 동작 프로그램 수행 중에 발생하는 데이터를 임시 저장하는 램(RAM)을 구비하고 있다. 본 발명에서는 특히 상기 얼굴 영상을 처리하는 신호 입력을 받아 영상 변환 과정을 제어한다. 메모리부(40)는 가버(Gabor) 웨이브렛과 FCM(Fuzzy C-Means) 군집화 알고리즘을 저장하며 기본 얼굴 모델을 저장하여 제공하고 완성된 얼굴 캐리커쳐 이미지 파일을 저장한다. 무선 통신부(50)는 얼굴 캐리커쳐 이미지 파일을 멀티미디어 메세지 서비스(MMS)로 외부에 송신하고 얼굴 영상 파일을 수신하기도 한다. 카메라 모듈(60)은 본 발명에 따른 얼굴 영상을 제공하고 일반적인 카메라 기능을 수행한다. 표시부(70)는 LCD, 혹 액정장치로써 본 발명에 따른 얼굴 영상 이미지가 캐리커쳐로 변환하는 과정을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 얼굴 영상을 캐리커쳐로 만드는 과정을 나타낸 예시 도이다.
(a)와 (b)는 입력된 얼굴 영상에 이차원 Gabor 웨이브렛 계수 히스토그램을 이용하여 얼굴의 주요 요소들의 경계선을 추출한다. 이때 주요 요소들로 눈썹, 눈, 코, 입, 얼굴 윤곽선으로 이루어진다. 경계선 정보들은 FCM(Fuzzy C-Means) 군집화 알고리즘을 통해 감소한 차원의 특징 벡터로 나타낸다. 이러한 저차원의 특징 벡터들은 얼굴 주요 요소의 대응점 간에 정합을 빠르게 수행한다. 이 알고리즘은 입력 얼굴 영상에 쓰인 직사각형 안에 연결 구조의 교차점의 특징 벡터들 간의 비교를 통하여 유사성을 판단하게 되며, 에지(edge)들의 거리를 비교함으로써 왜곡 정도를 고려한다. (c)는 검출한 얼굴 요소의 특징점들의 위치로 기본 얼굴 모델을 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성한다. 여기에서 헤어스타일, 악세사리, 소품들을 첨부하여 자신의 아비타로 등록한다. (d)는 완성된 캐리커쳐와 제공되는 배경화면을 합성하여 새로운 이미지 파일로 저장한다.
도 3, 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 캐리커쳐 기능을 갖는 이동통신 단말기의 이용 방법을 나타낸 흐름도이다. 동일한 방법 단계의 설명은 도 3에 의해 기술하기로 한다.
얼굴 영상 파일을 입력받아 얼굴 크기를 정규화하는 전처리 과정을 수행한다(S300). 이때, 입력받는 얼굴 영상 파일은 단말기 카메라 모듈에 의한 사진 영상과 외부로부터 수신한 얼굴 영상 파일을 메모리부(40)로부터 제공받는다. 얼굴 정규화는 저장된 기본 얼굴 모델과 1:1 매핑 될 수 있는 크기로 한다. 얼굴의 특징점을 추출하기 위하여 얼굴의 텍스쳐 정보를 Gabor 웨이브렛 변환한 후 얼굴의 주요 요소 경계선을 추출한다(S301). 이것은 이차원 Gabor 웨이브렛 계수 히스토그램의 평균값을 이용한 것으로 얼굴의 주요 요소로는 눈썹, 눈, 코, 입술, 얼굴의 윤곽선이다. 얼굴의 주요 요소들을 대표할 수 있는 기하학적인 특징점을 보존하기 위해 FCM(Fuzzy C-Means) 군집화 알고리즘을 통해 군집 안에서 대표성 벡터들을 검출한다(S302). FCM 알고리즘은 얼굴 영상의 주요 얼굴 요소(눈썹, 눈, 코, 입)들의 경계선들로부터, 대표적인 특징점을 검출하기 위한 템플릿으로, 벡터 정량화를 기반으로 한 영상 코드를 압축한다. 얼굴의 주요 요소들의 경계선 정보들을 기반으로 얼굴의 기하학적인 특징들을 보유하면서 화소 간의 중복된 계수 값들을 제거하고 대표성 벡터들만을 특징점으로 검출한다. FCM 군집화 알고리즘은 각 데이터의 점 과 각 군집의 중심과의 거리를 염두에 두고 유사도 측정을 기반으로 한 목적 함수이다. 얼굴의 주요 요소들을 대표하는 특징점의 위치벡터를 기본 얼굴 모델에 매핑한후 얼굴 텍스쳐를 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성한다(S303). 생성한 얼굴 캐리커쳐에 피부색, 눈썹 색, 입술색을 변형 가능하게 하고 헤어스타일, 몸, 안경, 액세서리, 옷, 신발 등의 신체 구성요소를 첨부한다(S304). 완성된 얼굴 캐리커쳐 이미지는 저장하여(S305) 사용자의 아바타 이미지로 등록되거나(S306) 멀티미디어 메세지 서비스(MMS) 이미지 파일로 송신한다(S406).
본 발명은 얼굴 영상을 입력받아 얼굴 주요 요소의 특징점을 추출하여 기본 얼굴 모델을 변형하여 사용자의 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 것으로, 생성된 얼굴 캐리커쳐는 사용자 고유의 아비타 기능으로 단말기에서 자유롭게 사용할 수 있고 다른 통신 단말기로도 전송할 수 있다.

Claims (15)

  1. 가버(Gabor) 웨이브렛과 FCM 군집화 알고리즘을 저장하고 기본 얼굴 모델을 저장하는 메모리부;
    입력되는 얼굴 영상으로부터 얼굴 구성요소의 특징을 상기 알고리즘을 통해 추출하고 기본 얼굴 모델에서 추출한 구성 요소 특징으로 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 캐리커쳐 생성부; 및
    상기 얼굴 영상을 처리하는 신호 입력을 받아 영상 변환 과정을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 캐리커쳐 생성부는
    상기 가버(Gabor) 웨이브렛 변환을 이용하여 입력받은 얼굴 영상에서 얼굴의 주요 요소들의 경계선을 추출하고 FCM 군집화 알고리즘을 적용하여 얼굴 요소의 특징점들의 위치를 검출하는 얼굴 특징 검출부; 및
    상기 알고리즘을 통하여 검출된 얼굴 요소의 특징점들의 위치에 의해 상기 기본 얼굴 모델을 변형하여 얼굴 캐리커쳐를 생성하는 얼굴 특징 적용부를 포함하고,
    상기 얼굴의 주요 요소는 눈썹, 눈, 코, 입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리커쳐 생성 기능을 갖는 이동통신 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메모리부는,
    상기 얼굴 캐리커쳐와 배경화면을 합성하여 생성된 이미지 파일을 더 저장하는 것을 특징으로 하는 캐리커쳐 생성 기능을 갖는 이동통신 단말기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 입력된 얼굴 영상에서 가버(Gabor) 웨이브릿에 의한 얼굴의 주요 요소 경계선을 추출하는 단계;
    상기 경계선을 FCM 군집화 알고리즘에 의해 감소한 차원의 얼굴 요소 특징 벡터로 검출하는 단계;
    상기 얼굴 요소의 특징 벡터로 기본 얼굴 모델을 변형시켜 캐리커쳐를 생성하는 단계; 및
    상기 캐리커쳐 이미지를 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 얼굴의 주요 요소는 눈썹, 눈, 코, 입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 캐리커쳐 생성 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 저장한 캐리커쳐 이미지를 상기 단말 내 제공하는 배경화면과 합성, 아비타 이미지로 등록하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 이용한 캐리커쳐 생성 방법.
  15. 삭제
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