Feature Extraction Based on GRFs for Facial Expression Recognition

In this paper we propose a new feature vector for recognition of the facial expression based on Gibbs distributions which are well suited for representing the spatial continuity. The extracted feature vectors are invariant under translation rotation, and scale of an facial expression imege. The Algorithm for recognition of a facial expression contains two parts： the extraction of feature vector and the recognition process. The extraction of feature vector are comprised of modified 2-D conditional moments based on estimated Gibbs distribution for an facial image. In the facial expression recognition phase, we use discrete left-right HMM which is widely used in pattern recognition. In order to evaluate the performance of the proposed scheme, experiments for recognition of four universal expression (anger, fear, happiness, surprise) was conducted with facial image sequences on Workstation. Experiment results reveal that the proposed scheme has high recognition rate over 95%.

본 논문에서는 화상자료의 특성인 이웃 화소간의 종속성을 표현하는데 적합한 깁스분포를 바탕으로 얼굴 표정을 인식을 위한 특징벡터를 추출하는 새로운 방법을 제안하였다. 추출된 특징벡터는 얼굴 이미지의 크기, 위치, 회전에 대하여 불변한 특성을 갖는다. 얼굴 표정을 인식하기 위한 알고리즘은 특징벡터 추출하는 과정과 패턴을 인식하는 두 과정으로 나뉘어진다. 특징벡터는 얼굴 화상에 대하여 추정된 깁스분포를 바탕으로 수정된 2-D 조건부 모멘트로 구성된다. 얼굴 표정인식 과정에서는 패턴인식에 널리 사용되는 이산형 HMM를 사용한다. 제안된 방법에 대한 성능평가를 위하여 4가지의 얼굴 표정 인식 실험을 Workstation에서 실험한 결과, 제안된 얼굴 표정 인식 방법이 95% 이상의 성능을 보여주었다.