KR20100050052A - 안경 가상 착용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안경 착용자의 얼굴 이미지에 다양한 안경 이미지를 합성할 수 있도록 하기 위한 안경 가상 착용방법에 관한 것으로, 사용자가 착용자의 얼굴 이미지와 기준점을 입력하면, 상기 착용자 얼굴 이미지의 크기 및 회전각에 일치하는 안경 이미지를 생성하고, 이를 상기 착용자의 얼굴 이미지에 합성, 제공하므로 사용자는 보다 현실감이 높은 품질의 가상 착용 결과를 얻을 수 있다.

안경, 얼굴, 이미지, 합성, 가상

Description

안경 가상 착용 방법 {Virtual Glasses Wearing Method}

본 발명은 컴퓨터를 이용하여 착용 대상자의 얼굴 이미지(image)에 안경을 가상으로 착용하여 주는 방법에 관한 것으로, 특히 안경 착용 대상자의 얼굴 이미지 회전값에 따라 안경 이미지를 변형하고, 이를 얼굴 이미지와 합성된 가상 착용 이미지를 생성하여 안경을 직접 착용하지 않고도 착용 대상자에게 어울리는 안경을 직접 선택할 수 있도록 하기 위한 안경 가상 착용 방법에 관한 것이다.

최근 들어 안경은 사용자의 시력을 보호하는 본래의 의학적 기능뿐만 아니라 안경 착용자의 기호와 개성을 표현하는 중요한 패션 소품이 되어 가고 있다.

과거에는 이러한 안경을 구입하기 위해서 대부분은 사용자가 매장에 가서 직접 여러 종류의 안경테를 착용해 본 후 안경을 선택하여 구매하였었는데, 전자상거래가 증가함에 따라 다른 패션 상품들과 마찬가지로 안경도 인터넷 사이트에서 제공하는 이미지를 보고 구매하는 사용자들이 늘고 있으며, 특히 시력과 직접적인 관련이 없는 선글라스, 고글, 물안경 등의 경우 의사나 안경사 등 전문 인력의 도움이 필요 없기 때문에 전자상거래를 통한 매출의 비중이 급속히 증가하고 있다.

하지만 인터넷을 통하여 안경 이미지만을 보고 안경을 구매하는 경우, 실제 착용해 보고 구매한 경우에 비해 만족도가 낮으며, 컴퓨터 이미지 합성기술을 이용하여 가상으로 안경을 착용한 모습을 생성하여 사용자의 만족도를 높이기 위한 다양한 가상착용 방법이 등장하고 있다.

종래의 경우, 대한민국특허 등록번호 10-0365664에는 미리 입력된 착용대상자의 처방값과 렌즈 및 안경테 정보를 총합하여 실제의 안경 착용상태에 유사한 상태를 시뮬레이션하는 방법이 제안되어 있으며, 제61-80222호 공보에는 비디오 카메라로 인물상을 촬영하고, 그 인물상에 안경착용영역을 지정하여 그 지정된 영역에 안경테를 겹쳐 화상을 합성하는 방법을 사용하거나, 대한민국특허 등록번호 10-0386962에는 다양한 각도에서 촬영한 얼굴 이미지를 입력 받아 표준화하고, 안경이미지와 안경의 실제 치수를 입력받아 표준화하여 얼굴 이미지에 안경 이미지를 합성시켜, 가상의 이미지를 다양한 각도로 보여주는 방법들이 제시되었다.

그러나 전자의 경우, 안경점을 제안의 주요 대상으로 정하고, 직접 방문한 착용자를 검안하여 착용자 정보를 생성하며, 착용될 안경정보 또한 형상정보 이외에 안경테의 재질, 렌즈 타입, 도수, 두께, 중량 등 상세정보의 관리를 필요로 하기에 의료 측면에서의 렌즈제공이 필요 없으며, 시스템을 착용자가 직접 조작하여야 하는 전자상거래 방식의 판매점에는 적용이 어려운 문제가 있다.

후자의 경우, 먼저 사용자에 측면에서 살펴보면, 첫째는 여러 방향에서 안경 착용자의 사진을 촬영할 수 있는 고가의 시스템을 구비하거나 시스템이 구비된 별도의 장소로 이동이 필요하여 전자상거래에 적용하기 곤란하고, 둘째는 네트워크 업로드(upload) 방식으로는 정면사진만 받아 처리하는 과정이 언급되어 있으나 이 경우 사용자의 얼굴 치수정보 입력과정이 복잡하며, 사진 이미지를 시스템에서 자 동으로 분석하여 얼굴 치수 정보 및 얼굴형태정보를 추출하는 방법 또한 사용자가 직접 촬영한 사진에 적용할 경우 다양한 사진 배경으로 인해 정확도가 현저히 떨어지기 때문에 실제 만족한 안경을 구매하기 어려운 문제점들이 있다. 셋째는 한 번 촬영된 이미지를 지속적으로 활용하여 안경만을 변경, 적용하여 구매하는 방법은 이미 패션 소품으로 자리를 잡아 자신의 옷, 헤어스타일 등에 따라 선호되는 안경이 바뀌는 현실을 고려할 때 현실성이 떨어진다. 넷째는 촬영된 이미지를 각 단계별로 크기를 정하여 저장함으로 원본의 훼손이 일어나며 이미지 크기 조절단계에서 손실이 발생할 수 있다.

서비스 제공자 측면에서 살펴보면, 여러 각도에서의 안경 이미지 합성을 위해 안경의 3차원 형상정보를 생성하여야 하는데, 이 과정에서 많은 시간과 비용이 발생하게 되며, 생성된 3차원 결과물을 다시 단계별로 구분하여 저장함에 따라 저장 공간의 낭비를 초래한다. 이 외에도 1회 이상 착용자가 방문하여 전문장비를 이용하여 촬영을 해야 하는 등 많은 문제점이 있다.

또한 대한민국특허 등록번호 10-2004-0097349에서는 착용 대상자의 얼굴을 3차원 모델로 생성하고, 3차원 모델로 생성된 다양한 안경을 합성하여 가상 착용 이미지를 제공하는 방법을 제시하고 있으나, 2차원으로 제공된 얼굴사진을 분석하여 3차원 모델을 생성하는 구현단계에서 고성능의 컴퓨터가 필요하며, 얻어진 결과물 또한 제공된 착용자 얼굴사진을 변형한 것이므로 원본 사진보다 품질이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 사용자가 별도 의 전문적인 지식이나 정보 없이 쉽게, 그리고 다양한 최적의 안경 착용모습을 생성하기 위한 안경 가상 착용방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 착용자의 얼굴 이미지를 입력하는 제 1 단계와, 상기 입력된 얼굴 이미지에서 위치 기준점을 지정하는 제 2 단계와, 상기 위치 기준점에 따라 얼굴의 크기와 눈의 위치 및 회전각을 산출하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 산출된 값에 따라 변형된 안경의 이미지를 생성하는 제 4 단계와, 상기 착용자의 이미지에 생성된 안경의 이미지를 합성하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 안경을 구매하려는 본 발명의 사용자는 착용자의 사진을 선택하여 입력하고, 몇 개의 기준점만을 클릭하는 간단한 과정을 통해 안경 가상 착용기능을 체험할 수 있으며, 특히 적용 대상 이미지의 얼굴이 정확하게 정면을 향하고 있지 않더라도 안경의 입체적 회전 기능을 이용하여 가상으로 착용된 결과물을 얻을 수 있으므로 사용자는 본 발명의 사용을 위해 별도의 이미지를 반드시 촬영할 필요 없이 기존에 촬영된 자신 혹은 타인의 이미지를 이용하여 발명을 적용할 수 있다.

또한 제공된 얼굴의 이미지를 그대로 사용하며, 안경 또한 2차원 이미지 정보를 변 형, 합성하므로 3차원 모델링된 안경합성의 경우에 비해 연산량이 적어 사용자의 컴퓨터에서 안경의 변형 및 합성 기능을 직접 수행할 수 있다. 이 경우 착용자의 이미지를 서버에 전송할 필요가 없으므로 사용자의 개인정보를 보호하여 주는 효과가 있으며, 안경 이미지에 비해 상대적으로 대용량인 착용자 얼굴 이미지의 서버 송신과정이 생략되므로 실행시간의 단축되는 효과를 얻을 수 있다.

첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자가 인터넷을 통해 다운로드 받거나 사전에 설치된 안경 가상착용 프로그램을 실행하고 착용 대상자의 얼굴 이미지를 프로그램에 입력한다. 이 과정에서 얼굴 이미지의 서버 전송기능은 개인 정보를 보호하고, 프로그램의 실행 지연을 방지하기 위해 생략될 수 있다.

이후 착용자의 얼굴 이미지에 안경의 위치, 크기 및 회전을 결정하기 위해 기준점을 입력한다. 일반적으로 얼굴 이미지를 촬영할 경우 좀 더 좋은 품질을 얻고자 고개를 좌측 또는 우측으로 돌아가거나, 위, 아래로 숙이는 경우가 자주 발생하므로, 정면사진이라 하더라도 상당량의 회전 오차가 발생할 수 있다. 따라서 실제와 같은 착용감을 얻으려면 안경 이미지도 입력된 얼굴 이미지에 따라 회전 또는 이동 가능하도록 하여야 하는데, 이를 위해 사용자는 착용자의 얼굴 이미지가 정면으로부터 얼마나 기울어졌는가를 알기 위한 회전각을 산출할 수 있도록 도 1 과 같은 기준점들을 지정한다. 이 기준점들은 눈과 귀에 지정하는데, 예를 들면 각 눈의 중심점(100,110), 그리고 오른쪽 귀와 왼쪽 귀가 얼굴과 접하는 각각의 최상단점(120,130)으로 입력한다.

도 2에서는, 사용자가 입력한 오른쪽 눈의 기준점(100)과 오른쪽 귀의 기준점(120)의 수직거리(230)와, 왼쪽 눈의 기준점(110)과 왼쪽 귀의 기준점(130)의 수직거리(240)를 통계적인 평균치와 비교하여 얼굴의 상하 들림정도(x축 회전값, 이하 x라 함)를 산출하고, 오른쪽 눈의 기준점(100)과 오른쪽 귀의 기준점(120)의 값의 차이(200)와 왼쪽 눈의 기준점(110)과 왼쪽 귀의 기준점(130)의 값의 차이(210)를 비교하여 얼굴의 좌우 돌림정도(y축 회전값, 이하 y라 함)을 산출하며, 두 눈을 잇는 선의 각도를 측정하여 얼굴의 기울기(z축 회전값, 이하 z라 함)(250)을 산출한다. 이 값은 두 귀를 잇는 선의 각도를 측정하여 산출할 수도 있다.

그리고 합성할 안경 이미지의 크기(t)는 각 눈의 기준점(100,110)의 거리(220)와, 각 귀의 기준점(120,130)의 거리(260) 중 어느 하나를 사용하거나 두 값을 모두 사용하여 결정한다.

상기와 같은 과정을 통해 산출된 각 축의 회전값(x,y,z)과 상기 안경 이미지의 크기(t) 및 얼굴 이미지에서의 안경의 위치는 이미지 파일 정보와 함께 저장되는데, 이에 따라 사용자는 동일한 이미지 파일을 이용하여 다른 안경을 선택하는 경우에도 다시 기준점을 입력하는 과정을 반복할 필요가 없게 된다.

안경 가상착용 프로그램은 상기 도출된 안경의 크기, 회전값(x, y, z)에 따라 안경의 회전축 또는 회전 기준점 정보를 이용하여 변형된 안경 이미지를 생성한다.

안경의 회전축 또는 회전 기준점 정보는 서버 관리자에 의해 제공되며, 합성시 좀 더 정확한 안경 변형이미지를 생성하기 위해 두 눈과 귀가 위치하는 착용점의 정보를 안경별로 별도 저장하여 활용하며, 회전의 효과를 높이기 위하여 x,y,z축 각각의 회전기준선 또는 회전기준점에 대한 정보도 안경별로 저장한다.

참고로 사용자가 안경을 선택하는 것은 어느 과정 중에서나 가능하다.

도 3에서는 상기 과정들을 통해 안경이미지(300)가 완성되면 입력된 얼굴 이미지 위에 안경이미지가 자동 합성되도록 한다. 이때 사용자는 자동 합성이 마음에 들지 않는 경우 사용자가 안경의 위치 및 회전값을 직접 수동으로 조절할 수 있도록 하는데, 예를 들어 마우스로 상기 안경이미지를 직접 원하는 위치에 옮기거나 회전시킬 수 있다.

그리고 사용자가 다른 안경을 선택하는 경우, 도 2와 같이 사용자 얼굴에 맞는 안경의 크기와 얼굴에서의 위치 및 회전값 정보가 저장되어 있으므로 사용자는 별도의 기준점 입력과정 없이 새로운 안경이 적용된 합성사진을 얻을 수 있다.

한편 합성된 안경 이미지의 착용감을 높이기 위해 입력된 이미지의 배경에 따라 안경의 색조를 변경할 수 있는데, 예를 들어 입력된 이미지에서 안경이 착용될 주변부의 색조정보를 분석하고, 광원의 위치를 계산하여 얼굴 이미지에 안경 이미지가 합성될 때 렌즈 색조를 변경하고, 빛이 렌즈에 반사되도록 하거나 그림자를 생성하도록 하는 것이다.

또한 y값에 따라 오른쪽 또는 왼쪽에 미리 저장된 다리 이미지(310)의 전체 또는 일부가 추가 합성되도록 하여 안경의 가상착용 품질을 높일 수 있다. y축 회전값의 방향에 따라 얼굴이 많이 노출된 쪽의 안경 다리 이미지를 노출하며, 도 2의 오른쪽 눈(100)과 오른쪽 귀(120) 사이의 거리(200, 230) 및 왼쪽 눈(110)과 왼쪽 귀(130) 사이의 거리(210, 240) 차이를 이용하여 안경테를 기준으로 노출되는 안경 다리의 길이를 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 사용자가 입력한 착용자의 얼굴 이미지와 기준점을 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 기준점을 이용하여 얼굴 이미지의 상하 들림정도(x축 회전값)와, 좌우 돌림정도(y축 회전값)와, 얼굴의 기울기(z축 회전값)의 산출원리를 나타내는 도면.

도 3은 도 2의 원리에 따라 산출된 값으로 이동, 회전한 안경 이미지를 도 1의 얼굴 이미지에 합성한 도면.

Claims (5)

1. 착용자의 얼굴 이미지를 입력하는 제 1 단계와, 상기 입력된 얼굴 이미지에 위치 기준점을 지정하는 제 2 단계와, 상기 위치 기준점에 따라 얼굴 이미지가 x, y, z 각 축을 기준으로 회전한 회전값과, 안경 이미지의 크기와 안경의 위치를 산출하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 산출된 값에 따라 변형된 안경의 이미지를 생성하는 제 4 단계와, 상기 착용자의 이미지에 생성된 안경의 이미지를 합성하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 가상 안경 착용방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 기준점은 양쪽 눈과 귀인 것을 특징으로 하는 가상안경 착용방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는 입력된 얼굴이미지의 배경에 따라 안경 렌즈의 색조를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안경 착용방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5 단계는 상기 y축 값에 따라 안경의 오른쪽 또는 왼쪽 다리 이미지를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안경 착용방법.
5. 제 4 항에 있어서, y축 값에 따라 다리의 이미지의 전체 또는 일부만을 표시하여 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 안경 착용방법

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