Lokalizacja charakterystycznych cech twarzy na termogramach w powiązaniu z obrazami w świetle widzialnym

• Autorzy: Marzec M. , Koprowski R. , Wróbel Z.

Warianty tytułu

EN

Localization of characteristic facial features on thermograms in connection with images in the visible spectrum

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono algorytm analizy twarzy na termogramach z możliwością wsparcia obrazami w świetle widzialnym. Zaproponowane rozwiązanie bazuje na analizie termogramu a obraz widzialny służy do weryfikacji uzyskanych wyników i do wyznaczania elementów twarzy bardzo trudnych do lokalizacji w termowizji. Dzięki połączeniu obu technik osiągnięto wysoką skuteczność bez względu na orientację, położenie głowy w obrazie czy wpływ tła. Precyzyjne wyniki lokalizacji na termogramie umożliwiły zastosowanie prostych technik lokalizacji oczu i linii ust, w świetle widzialnym. Wyznaczone cechy twarzy były następnie zaznaczane na termogramie.

EN

In this paper there is introduced an algorithm of face analysis on thermograms with possibility of support by images in the visible spectrum. The proposed solution is based on thermograms and a visible image is used to verify the obtained results and to detect the faces elements very difficult to be localized in thermovision. The first part of this process is an analysis of thermograms. Its main purpose is localization and computing orientation of a head. Next, the algorithm uses special template to precise localize the lines of eyebrows and the face symmetry. According to these results, in the next steps the regions of eyes, nose and forehead are detected. The second part is an analysis in the visible spectrum. Here the algorithm localizes the eyes and line of the mouth. Thanks to the results of thermogram segmentation, the position and orientation of the head are normalized and only selected areas are analyzed. These face features are next marked on the thermogram. Thanks to connection of both techniques, the high efficiency was achieved in spite of orientation and localization of the head in the image and influence of the background. The precise results of localization on the termogram allowed using a simple technique of the eyes and line of the mouth localization in the visible spectrum.

Słowa kluczowe

PL

termogramy twarzy; algorytm; analiza obrazów; lokalizacja cech twarzy

EN

face thermograms; algorithm; image analysis; faces feature localisation

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 10
• Strony: 1169--1172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marzec M.

autor

Koprowski R.

autor

Wróbel Z.

• Instytut Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 41-101 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Wua S., Jianga L., Xiea S., Yeo A. C. B.: A robust method for detecting facial orientation in infrared images. Pattern Recognition Volume 39, Issue 2, Part Special Issue: Complexity Reduction. pp. 303-309, 2006.
• [2] Trujillo L., Olague G.,Hammoud R.,Hernandez B.: Automatic feature localization in thermal images for facial expression recognition Computer Vision and Pattern Recognition - Workshops, IEEE Computer Society Conference ,s. 14-21, 2005.
• [3] Kong S. G., Heo J., Abidi B. R., Paik J.,Abidi M. A.: Recent advances in visual and infrared face recognition - a review, the Journal of Computer Vision and Image Understanding, vol. 97, s. 103-135, 2005.
• [4] Wang J.,Sung E.: Facial feature extraction in an infrared image by proxy with a visible face image. IEEE , Instrumentation and Measurement, vol. 56, s. 2057-2066, 2007.
• [5] Chen X., Flynn P. J., Bowyer K.: IR and visible light face recognition. Computer Vision and Image Understanding, Vol. 99, Issue 3, pp. 332-358, September 2005.
• [6] Arandjelovic O.,Hammoud R., Cipolla R.: On Person Authentication by Fusing Visual and Thermal Face Biometrics.Video and Signal Based Surveillance. IEEE International Conference , pp. 50-50, 2006.
• [7] Hanif M., Ali.U.: Optimized Visual and Thermal Image Fusion for Efficient Face Recognition. In Proceedings of 9-th International Conference on Information Fusion, Florence, Italy, pp. 1-6, 2006.
• [8] Heo J.: Fusion of Visual and Thermal Face Recognition Techniques: A Comparative Study. The University of Tennessee, Knoxville, October, http://imaging.utk.edu/publications/papers/dissertation, 2003.
• [9] Martinez B., Binefa X., Pantic M.: Facial Component Detection in Thermal Imagery. Computer Vision and Pattern Recognition Workshops (CVPRW), 2010 IEEE Computer Society Conference on, pp. 48-54, San Francisco, 2010.
• [10] Marzec M., Koprowski R., Wróbel Z.: Wyznaczanie charakterystycznych obszarów twarzy na zdjęciach termowizyjnych. Inżynieria Biomedyczna. vol. 15, 2/2009, s. 149-152, 2009.
• [11] Marzec M., Koprowski R., Wróbel Z: Badanie właściwości algorytmu detekcji cech twarzy na obrazach termowizyjnych. Informatyzacja ochrony zdrowia. Wybrane zagadnienia Wyd. Polskie Tow. Informatyczne, s. 135-151, Katowice 2008.
• [12] Marzec M., Koprowski R., Wróbel Z.: Detection of selected face areas on thermograms with elimination of typical problems. Journal of Medical Informatics & Technologies Vol. 16/2010, pp. 151-159, 2010.
• [13] Marzec M., Koprowski R., Wróbel Z.: Automatyczny pomiar temperatury na termogramach w diagnostyce bólów głowy. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 2009, vol. 55, nr 11, ss. 923-926, 2009.
• [14] Wua S., Linb W., Xiea S: Skin heat transfer model of facial thermograms and its application in face recognition. Pattern Recognition Volume 41, Issue 8, pp. 2718-2729, August 2008.
• [15] Hsu R. L., Abdel-Mottaleb M., Jain A. K.: Face detection in color images. IEEE, Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol.24, s. 696-706, 2002.
• [16] Nasiri J. A, Amir Moulavi M., Deldari H., Sadoghi Yazdi H., Soltani A.: An efficient parallel eye detection algorithm on facial color images - (SNPD’08), 9th ACIS International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking, and Parallel/Distributed Computing, pp. 1-4, 2008.
• [17] Shafi M., Chung P. W. H.: A Hybrid Method for Eyes Detection in Facial Images. International Journal of Electrical, Computer, and Systems Engineering 3:4, pp. 231-236, 2009.
• [18] Huang W., Mariani R.: Face Detection and Precise Eyes Location. In Proceedings of the International Conference on Pattern Recognition. Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, pp. 722-727, 2000.
• [19] Sohail A. S. M., Bhattacharya P.: Detection of Facial Feature Points Using Anthropometric Face Model. IEEE International Conference on Signal-Image Technology and Internet-Based Systems, Tunisia, December, 2006, pp. 656-665. Springer Lecture Note Series in Computer Science (LNCS), 2006.
• [20] Berbar M. A.: Faces and facial feature detection in color images, Geometric Modeling and Imaging-New Trends, pp. 209-214, 2006.
• [21] Gu H., Su G., Du C.: Feature Points Extraction from Faces. Image and Vision. Computing NZ, pp. 154-158, 2003.
• [22] He L. W., Chia T. L., Yang C. K.: A geometric invariant approach to human face verification. Journal of information science and engineering, vol. 22; part 3, pp. 511-534, 2006.
• [23] Shih F. Y., Chuang Ch. Fa: Automatic extraction of head and face boundaries and facial features. Information Sciences-Informatics and Computer Science: An International Journal, v. 158, nr 1, pp. 117-130, January 2004.
• [24] Koprowski R., Wojaczyńska-Stanek K., Wróbel Z.: Diagnostka bólów głowy na podstawie sekwencji obrazów termowizyjnych. XIV konferencja pt. Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna, Komitet Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN, KBIB-2005, Wyd. Pol. Częstochowska, s. 279-284, 2005.
• [25] Zhu Z., Tsiamyrtis P., Pavlidis I.: Forehead thermal signature extraction in lie detection. Engineering in Medicine and Biology Society, 2007. EMBS 2007. 29th Annual International Conference of the IEEE, Lyon, pp. 243-246, 2007.
• [26] Krotosky S. J., Cheng S. Y., Trivedi M. M.: Face Detection and Head Tracking using Stereo and Thermal Infrared Cameras for “Smart” Airbags: A Comparative Analysis. Intelligent Transportation Systems. Proceedings. The 7th International IEEE Conference on, pp. 17-22, 2004.