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상세정보

다중 카메라 영상의 스테레오 매칭 기반 3D 얼굴 모델 복원 기술

전수책임자
정순철
참여자
김재우, 김진서, 전형주, 정순철, 최윤석
기술이전수
1
이전연도
2021
협약과제
16CS1400, 3D 어피어런스 매니퓰레이션 기반 영화 공연용 특수분장 마스크 제작 기술 개발, 김진서
17CS1600, 전통무형문화 전형 전승을 위한 실감 센싱/렌더링 기술 개발 , 김진서
19CS1100, 전통무형문화 전형 전승을 위한 실감 센싱/렌더링 기술 개발 , 김진서
18CS1200, 전통무형문화 전형 전승을 위한 실감 센싱/렌더링 기술 개발 , 김진서
본 기술은 여러 대의 카메라로부터 획득한 얼굴 영상에 대해서 스테레오 매칭 기법을 적용하여 3D 얼굴 모델을 생성하고 모델에 매핑할 텍스처를 합성하는 3D 얼굴 모델 복원에 관련된 기술입니다. 전형적인 패턴판 영상 집합을 이용해 카메라 캘리브레이션을 수행하고, 여러 대의 카메라로부터 획득한 얼굴 영상에 대해서 얼굴 영역만 추출하기 등의 전처리 기술을 적용한 후, 스테레오 매칭 기법을 기반으로 3D 얼굴 모델을 생성합니다. 그리고 일반광 외에 편광, 광택광, 자외선광 등 여러 광원별로 찍힌 얼굴 영상을 텍스처 영상으로 합성합니다. 또한 이렇게 생성된 얼굴 모델 및 텍스처 영상들을 다양한 방법으로 가시화하는 기능을 제공합니다.
- 기존의 피부 진단/분석 시스템은 2D 이미지를 분석하고 가시화를 하는데, 이는 얼굴의 정면과 측면을 동시에 비교하기가 힘들고 현실감이 없어서 얼굴 이미지를 3D 얼굴 모델로 복원하여 3D 얼굴 상에서 실감나게 분석을 하고자 하는 수요가 높음
- 여러 대의 카메라로부터 획득한 얼굴 영상을 기반으로 캘리브레이션, 3D 얼굴 모델 복원, 텍스처 합성, 가시화까지의 3D 얼굴 모델 복원 파이프라인을 제공하는 기술이 필요함
① 기술의 특징
- 보편적인 사물을 3D 모델링하는 기존의 3D 복원 기술과는 본 기술은 얼굴 복원에 집중에 함으로써 일반적인 얼굴이 가지는 특성(눈/코/입의 대략적인 위치, 부드러운 얼굴 표면 등)을 이용하여 얼굴 복원에 실패하는 경우를 줄이고 좀 더 잘 얼굴을 복원할 수 있음

② 기술의 장점
- 거울이 달린 카메라 대응 가능: 하드웨어 제조 비용 중에 카메라가 차지하는 부분이 큰데 카메라 앞에 거울을 달아 카메라가 2대 있는 효과를 줄 수 있는데, 복원시 이런 경우도 대응 가능함
- 정확한 얼굴 영역 복원: 피부색 분석 및 grab-cut 방법 활용
- 톤 일치 텍스처 이미지 합성: 본 기술만의 캘리브레이션 정보를 활용한 톤 매칭으로 카메라이미지의 톤을 서로 일치시킴으로써 자연스러운 텍스처 이미지 합성
- 다양한 가시화 및 측정 기능 제공: 물리 단위(mm)와 1:1로 대응되는 3D 모델을 기반으로 기존 2D 피부 분석 시스템에서 제공할 수 없었던 다양한 측정 기능 제공
<기술이전 내용>
- 멀티-카메라 캘리브레이션 기술
- 3D 얼굴 복원 기술
- 텍스처 합성 기술
- 복원된 3D 얼굴 모델을 보여주고 얼굴 모델을 측정하는 가시화 기술

<기술이전 범위>
- 요구사항정의서, 시험절차및결과서 등의 기술 자료
- 프로그램 소스코드, 실행 파일, 사용 매뉴얼
- 관련 특허 실시권
- 피부 분석 기기 분야: 2D 얼굴 이미지 대신에 3D 얼굴 모델을 다룸으로써 좀 더 현실적이고 실감나는 피부 분석 기대