Lip Shape Representation and Lip Boundary Detection Using Mixture Model of Shape

형태계수의 Mixture Model을 이용한 입술 형태 표현과 입술 경계선 추출

In this paper, we propose an efficient method for locating human lips. Based on Point Distribution Model and Principle Component Analysis, a lip shape model is built. Lip boundary model is represented based on the concatenated gray level distribution model. We calculate the distribution of shape parameters using Gaussian mixture. The problem to locate lip is simplified as the minimization problem of matching object function. The Down Hill Simplex Algorithm is used for the minimization with Gaussian Mixture for setting initial condition and refining estimate of lip shape parameter, which can refrain iteration from converging to local minima. The experiments have been performed for many images, and show very encouraging result.

본 논문은 입술의 경계선을 효과적으로 추출하는 방법을 제안하였다. 입술 형태는 PDM(Point Distribution Model)과 주성분 분석법을 이용하여 표현하고 입술 경계선은 GLDM(Gray Level Distribution Model)을 기반으로 표현하였다 입술 경계선 추출은 모델에 대한 입력영상의 정확도에 대한 목적함수를 최적화하는 문제로 단순화하였으며, 최적화를 위해 다운힐 심플렉스(Down Hill Simplex) 알고리즘을 이용하였다. 탐색과정에서 지역 최소점으로 수렴하는 문제를 해결하기 위하여 입술 형태 모델의 형태계수를 GMM(Gaussian Mixture Model)을 이용하여 표현하였다. 형태계수에 대한 GMM을 이용하여 입술의 대략적인 형태를 찾고, 이때 사용된 mixture 성분을 이용하여 탐색과정에서 입술의 형태를 조정함으로써 지역 최소점에 수렴하여 입술의 정확한 위치를 찾지 못하는 문제점을 해결하였다. 여러 영상을 대상으로 실험하여 좋은 결과를 얻었다.