눈과 눈썹의 특징점들을 활용한 얼굴 인식 및 분류 모델의 설계에 관한 연구: 관상 정보 제공을 위한 객관성 확보를 중심으로
A Study on the Design of Facial Recognition and Classification Model Using Eye and Eyebrow Features: Focusing on Objectivity in Providing Physiognomic Information
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Trans Abstract
With the rising societal interest and discussions around physiognomy, there is a growing emphasis on improving first impressions through the representation of facial images from a physiognomic perspective. Concurrently, there is an increasing demand for technologies that can automatically recognize and classify faces in photographs and videos. The purpose of this study is to design a facial recognition and classification model by utilizing the features of the eyes and eyebrows based on physiognomy. The study method involves analyzing physiognomic characteristics, identifying the names and positions of various parts of the eyes and eyebrows, and representing these features with coordinate values for mathematical verification. Features were measured on facial photographs using the ruler tool in Adobe Photoshop and then converted into ratios. Additionally, design aspects related to the shapes of the eyes and eyebrows were informed by the opinions of five makeup experts. The validation based on eyebrow shapes indicated the possibility of objectively quantifying faces with wide or narrow brows, as well as determining facial features based on eyebrow length and thickness. To validate based on the distance between the eyes, an analysis was conducted to distinguish faces with wide-set eyes from those with close-set eyes. Shapes between the eyes and eyebrows were classified and the results confirmed the feasibility of mathematical calculations for the distance between them. Based on these findings, the significance of this study is in presenting the feasibility of establishing criteria based on the shapes of eyes and eyebrows through geometric principles and mathematical equations. Furthermore, the objective facial analysis methods validated in this study could potentially enhance facial recognition systems and contribute to accessing facial analysis and physiognomic information in online users.
I. 서 론
1. 연구의 필요성 및 목적
현대인들은 직업과 업무 활동에 따른 외모인식의 일환으로 관상에 특별한 주의를 기울이곤 한다. 관상은 상대방에 대한 인식을 형성하고, 그들이 어떤 사람인지에 대한 가정을 할 수 있게 하며, 그 사람의 실제 성향을 파악할 수 있다고 보기 때문이다(Hong & Na, 2020). 그만큼 관상은 대화나 상호작용에서 상대방과의 의사소통에 중요한 역할을 하게 된다. 뿐만 아니라 관상이 사회적 관계 형성에 영향을 준다는 측면에서 미의 기준 또한 관상에 기반하는 추세로 변모되고 있다. 이런 관상학에 대한 사회적 관심은 성형시장업계에도 이어져(Kim, 2019), 최근에는 관상성형을 통해 관상학적으로 부족한 부분을 보완하려는 사람들이 늘고 있다(Lim, 2015). 이처럼 관상에 대한 사회적 이슈와 관심이 증가됨에 따라 첫인상에 대한 긍정적인 효과를 최대한 높이기 위해 관상학적 측면의 얼굴 이미지 표현에 관심이 높아지고 있다(Kim, 2015).
관상에 대한 정보는 전문가로부터 상담을 받거나 전문서적을 통해 살펴보기도 하지만, 관련된 콘텐츠에 많은 관심과 소비가 이루어지고 있다는 측면에서 온라인 활용이 가장 일반적인 방법이라 할 수 있겠다(Kim & Jeon, 2007). 이에 온라인에 존재하는 궁합, 관상 등에 관한 문화콘텐츠 제품은 계속해서 많은 관심과 적극적인 소비를 유발할 것으로 전망된다(Kim, 2008). 그러나 이와같은 콘텐츠는 데이터베이스를 구축해 멀티미디어 기기를 활용한 서비스가 대부분으로, 관상을 살피기 위해 필요한 객관적 안면분석 기술은 아직 없을 뿐 아니라 연구분야에서도 관상학 이론에 근거한 메이크업 유형을 살피거나 얼굴 인식 시스템을 위한 얼굴의 특징을 검출하는 정도에 그치고 있는 실정에 있다. 즉, 얼굴 인식 및 분석 기술은 계속 발전하고 있지만, 인간의 얼굴은 다양한 특징과 복잡한 감정을 담고 있기 때문에 이를 정확하게 분석하고 해석하는 것은 여전히 어려운 과제라 할 수 있겠다.
그럼에도 불구하고 최근의 얼굴 인식 기술은 디지털 이미지 처리와 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있고, 사진 및 비디오에서 얼굴을 자동으로 인식하고 분류하는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 따라서 얼굴 인식, 관상, 미용, 표정 분석을 위해 눈, 코, 입 등 얼굴 특징점의 정확한 검출이 중요하다고 사료된다(Han, 2007). 특히 눈 부위에 있어서 눈썹은 개인의 성격 표현과 이미지 변화를 위해 중요하고(Zhang & Cho, 2022), 4차 산업혁명시대 도래로 다양한 기술적 혁명들이 뷰티 산업에도 변화를 일으키고 있다는 측면에서(Zhang & Cho, 2023) 눈과 눈썹을 중심으로 기하학적 개념과 수치적 객관성을 바탕으로 한 안면분석 방법의 필요성을 갖는다.
이에 본 연구자는 얼굴 부위의 특징점들을 좌표로 설정하고, 수학적인 공식을 만들고 계산하여 사용자의 얼굴 분석과 관상 정보를 제공하는데 본 논문의 목적을 갖는다. 즉, 눈과 눈썹의 특징을 활용하여 얼굴을 인식하고 분류하는 모델을 설계하여 검증함으로써 안면분석의 객관적 방법론을 제시하고자 한다.
II. 이론적 배경
1. 좌표와 용어 정의
1) 각 부위의 이름과 위치, 좌표값 표시
(1) 각 점들의 이름과 위치
직사각형의 프레임 안에 얼굴 사진이 있다고 할 때, 좌표평면 위의 점 중 중앙 아래(하단점)를 Q = Q(0.0)으로 하고, 얼굴 중앙의 가장 상단점을 A = A(0,100)으로 한다.
이 두 점을 기준으로 눈앞머리(F)와 눈꼬리(H), 눈위(R)가 포함된 눈과 눈썹앞머리(C), 눈썹산(D), 눈썹꼬리(E) 등이 포함된 눈썹의 각 특징점들에 대한 명칭을 지정하고 좌표명을 Fig. 1과 같이 설정한다.
The names and positions of each point.
(2) 각 점들의 좌표값
얼굴은 시대를 떠나 아름다움의 척도가 되는 통로이며, 가시적으로 가장 먼저 드러나는 부분이지만(Kim, 2021), 얼굴의 크기는 사람마다 다르고, 같은 크기의 얼굴이라도 사진이나 화면의 얼굴은 실제 얼굴의 크기와 비교하기가 어렵다. 하지만 관상은 얼굴 각 부위의 절대적인 크기를 보는 것이 아니고, 얼굴 부위들 각자의 상호 관계에 의한 결과물이므로 비율로 비교하는 방법이 유효하다고 사료된다. 이 때 얼굴은 좌우 대칭이라는 측면에서 반쪽은 기록하지 않아도 흐름에 크게 지장 받지 않을 것이므로 본 논문에서는 각 점의 명칭을 얼굴의 우측면만 지정하여 각 점들의 좌표값에 대한 이해를 높이고자 한다.
먼저 얼굴 좌우의 중앙 상단의 헤어라인 중심 지점을 A로 표시하고, 얼굴 좌우의 중앙 하단의 턱라인 중앙지점을 Q로 표시한다. 즉, 원점 (0,0)을 Q = Q(qx,qy) = Q(0,0)으로 하고, 세로를 축으로 하는 y축상의 점 (0,100)을 A = A(ax,ay) = A(0,100)으로 한다.
이제 두 점 A와 Q가 평면상에 주어졌으므로 이 두 점의 비율을 기준으로 하여 각 부위별 특징점들을 지정할 수 있다. A의 수직선에서 시작하여 특징점까지의 최단거리를 x좌표로 하고, Q의 수평선으로부터 특징점까지의 최단거리를 y좌표로 한다.
F는 얼굴의 눈앞머리 지점을 일컫는다. 그리고 정확한 위치는 fx와 fy로 표기한다. 측정값을 구하기 위한 예를 들면, 눈썹 앞머리 점인 F(fx,fy)인 경우, x-좌표인 fx는 얼굴 중앙에서부터 F점까지의 최단거리를 얼굴 전체의 거리인
Coordinate of the points.
이로써 눈썹앞머리의 위치 F를 파악할 수 있고, 다른 특징점들도 같은 방법으로 구할 수 있는바, C는 눈썹앞머리, D는 눈썹산, E는 눈썹꼬리, R은 눈위, H는 눈꼬리, I는 광대뼈의 가장 돌출되는 부위의 정확한 좌표지점을 파악할 수 있다(Table 1).
Coordinate Name & Value
즉, 선행연구에서도 확인할 수 있듯이 얼굴이나 사진이 화면에 입력되어 평면으로 나타나게 되면, 안면인식기술에 의하여 앞에서 설명한 좌표들로 인해 특징점들의 위치를 나타낼 수 있다(Jo et al., 2022; Lee et al., 2023; Lee et al., 2015; Kwon et al., 2022). 이러한 기법들에 의하여 얼굴이 화상에 인식되면 Fig. 1과 같은 눈과 눈썹 주변의 각 특징점 좌표값들이 곧 바로 Table 1과 같이 얼굴인식 시스템에 자동 입력된다.
이와같이 각 점들의 좌표들이 준비된 수학공식에 입력되면, 출력된 수치가 각 기준에 부합 하는 여부에 따라 관상을 기반으로 한 미적활동인 미용과 성형에 활용하게 된다.
2. 눈썹의 함수관계
눈썹은 모발로 이루어져 있다. 눈썹을 도형학적으로 보면 선들의 모임이라서 면이 될 수 없지만, 디자인적 관점에서 보면 면으로 볼 수 있고, 경계선을 갖출 수 있다.
관상학적으로는 눈썹을 얼굴의 지붕이라고 하며, 그 중에 가장 높은 지점이 눈썹산이다. 눈썹 산의 위치는 전체 눈썹 길이의 2/3 지점에 있는 것이 가장 안정된 모양이다.
안면인식기술의 특이점에 따른 눈썹 가장 안쪽 점은 C(cx, cy)인 눈썹앞머리이고, 가장 바깥쪽 점은 E(ex, ey)인 눈썹꼬리이다. 이 때 눈썹의 윗선 함수를 다음과 같이 정의한다.
u(x): [cx, ex] → [0, 100] (u(x0)는 x0점에서의 눈썹의 윗점)
눈썹의 아랫선 함수는 다음과 같이 정의한다.
l(x): [cx, ex] → [0, 100] (l(x0)는 x0점에서의 눈썹의 아랫점)
3. 눈과 눈썹에 따른 관상
사람의 모습을 우주만상의 원리와 가장 일치하는 사람의 상에 부합시켜 가려보는 것이 관상이다(Lee, 2002). 그 중에서도 눈과 눈썹의 관상은 얼굴을 분석하여 사람의 성격, 운명, 건강 등을 예측하는 전통적인 방법에 있어서 매우 중요한 요소로 여겨진다. 본 논문에서 다루고자 하는 눈과 눈썹의 형태를 중심으로 한 관상의 일반적인 해석을 살펴보면 다음과 같다.
1) 눈썹의 형태에 따른 관상
눈썹의 앞머리를 기준으로 양 눈썹의 사이를 미간이라고 하는데, 미간은 얼굴의 중심에 해당하며, 운명학적으로 가장 중요한 곳으로 일대운명의 성쇠를 보는 곳이다(Kim, 2002). 이에 수명 뿐 만 아니라 부귀와 빈천, 길흉과 선악, 학문과 성품, 건강과 체질 등을 간파할 수 있는 곳이라 하여 미간의 형태와 특징은 사람의 성격, 운명, 건강 등을 예측하는 데에 사용된다. 이를 형태별로 볼 때, 미간이 넓은 얼굴은 개방적이고 사교적인 성격으로 하여, 마음이 넓고 포용력이 있으며, 여유롭고 낙천적인 경향이 있는 것으로 본다. 창의력이 뛰어나고 자유로운 사고를 지닌 사람으로 여겨진다. 반면에 미간이 좁은 얼굴은 신중하고 집중력이 강한 성격으로 세심하고 주의력이 높으며, 분석적이고 논리적인 사고를 지닌 사람으로 본다.
눈썹의 굵기는 사람의 성격과 운명을 해석하는 데 사용되는데, 눈썹이 굵고 짙은 눈썹을 가진 사람들은 강한 의지와 결단력을 가졌다고 여겨지고, 활력이 넘치고 에너지가 많은 성격을 나타낸다. 따라서 리더십이 강하고, 책임감이 있으며, 도전적일 뿐 아니라 정서적으로 안정되어 있고, 감정 표현이 솔직하며 직설적이라고 본다. 눈썹이 가늘면 얇고 연한 눈썹을 가진 사람들은 섬세하고 예민한 성격으로 신중하고 조심성이 많으며, 작은 일에도 주의를 기울이는 경향이 있다. 그리고 감정의 변화에 민감하며, 감정을 섬세하게 느끼고 표현하며, 타인과의 의사소통에서 부드럽고 조용한 태도로 협력적이다. 눈썹의 길이에 있어서 짧은 형태는 정이 급변할 수 있으며, 인내심이 부족할 수 있고 섬세하며 예민한 성격으로 본다.
눈썹이 길면 인내심이 강하고, 인생의 어려움을 잘 극복하는 성향으로 인내심과 지구력이 있는 것으로 본다.
2) 눈과 눈의 거리에 따른 관상
관상학에서 ‘눈’은 사람의 성격, 운명, 감정 등을 해석하는 중요한 요소로 여겨진다. 눈과 눈 사이의 거리 또한 중요한 부분으로, 이는 사람의 성격과 행동 방식을 이해하는 데 도움을 준다. 눈과 눈 사이는 비교적 넓은 것이 좋지만 너무 넓으면 도리어 심상이 좋지않다고 볼 수 있다(Kim, 2002). 이로써 눈과 관련된 관상의 개괄적인 개념과 눈 사이의 거리에 따른 차이를 살펴보면, 눈은 관상학에서 사람의 성격과 운명을 해석하는 중요한 요소로 작용한다. 즉, 눈의 크기, 모양, 위치, 눈동자 상태, 그리고 눈과 눈썹 사이의 간격 등에 따라 다양한 성격적 특성과 운명을 예측할 수 있다. 눈 사이의 간격이 넓은 형태는 마음이 넓고 관대하며, 포용력이 있는 성격으로 여유롭고 낙천적인 성향이 강한 것으로 본다. 눈 사이가 좁은 형태는 세심하고 주의력이 높으며, 목표 지향적으로 집중력이 강하고, 신중한 성격을 갖는 것으로 본다.
3) 눈과 눈썹 사이의 형태에 따른 관상
관상에 있어서 눈과 눈썹 사이의 간격은 사람의 성격과 행동 방식을 나타내는 데 중요한 지표 중 하나이다. 눈과 눈썹 사이의 간격이 넓은 형태는 개방적이고 사교적인 성향으로 감정 표현이 자유롭고, 다른 사람들과의 교류를 중요시한다고 본다. 눈과 눈썹 사이의 간격이 좁은 경우 신중하고 섬세하며, 세부적인 부분까지 주의를 기울이는 성향으로 논리적이고 분석적인 성격을 갖는다고 본다. 이처럼 눈과 눈썹 사이의 거리는 관상학에서 사람의 성격과 성향을 해석하는 중요한 요소로 작용하고, 이러한 해석은 전통적인 관상학에 기반한 것이다.
III. 내용 및 방법
연구의 범위로는 눈과 눈썹을 분석 대상으로 삼았다. 연구 방법은 연구의 신뢰성과 폭넓은 시각을 확보하고자 각 부위를 대표하는 특징점들의 이름과 좌표명 등 용어의 정의를 살펴보았으며, 눈과 눈썹부위별 관상의 특징을 규명하고, 관련된 특징점들의 좌표를 설정하여 수학공식을 구축한 후, 설정된 좌표를 수학공식으로 계산하여 검증함으로써 안면분석을 하였다. 즉, 각 부위의 위치, 길이와 거리, 두께 등 눈과 눈썹 관상에 따른 자료들을 디지털 이미지 처리와 인공지능 기술에 적용할 수 있도록 특징점들의 좌표에 의한 간단한 계산식을 제시하였다. 이때 특징점은 얼굴 사진을 Adobe Photoshop Program의 눈금자 도구로 측정한 후 비율로 환산하였다. 다만 이 기준을 만족하는 수치들은 사회적인 기준과 미의 기준이 시대마다 다를 수 있기 때문에 조정될 수 있다고 보며, 본 연구에는 메이크업 전문가 5인의 의견을 참고하였다.
본 연구의 내용은 다음과 같다.
첫째, 서론에서는 연구의 필요성 및 목적을 제시하였다.
둘째, 이론적 배경에서는 좌표의 용어정의를 위해 각 부위의 이름과 위치, 좌표값을 표시하고, 눈썹의 함수관계를 사려보았다.
셋째, 연구방법에서는 연구방법과 내용을 제시하였다.
넷째, 결과 및 고찰에서는 눈썹의 형태에 따른 검증을 위해 미간이 넓은 얼굴, 미간이 좁은 얼굴, 눈썹의 길이에 따른 얼굴, 눈썹의 굵기에 따른 얼굴을 분석하였고, 눈과 눈의 거리에 따른 검증을 위해 눈과 눈 사이가 먼 얼굴, 눈과 눈 사이가 가까운 얼굴을 분석하였으며, 눈과 눈썹 사이의 형태에 따른 검증을 위해 눈과 눈썹 사이가 넓은 얼굴, 눈과 눈썹 사이가 좁은 얼굴을 분석하였다.
다섯째, 결론에서는 연구에 대한 결론을 제시하였고, 향후 연구를 위한 후속 방안을 제시하였다.
IV. 결과 및 고찰
관상은 얼굴 이목구비의 형태와 부위별 관계로써 성격을 구분하곤 하는데, 이를 수학공식으로는 각 특징점들의 상호 위치관계에 따라서 설명할 수 있다. 즉, 관상의 성격들은 주어진 수학공식에 특징점들의 좌표를 대입해 봄으로써 판단할 수 있다.
얼굴이 화면에 입력되면, 얼굴 인식 기술에 의하여 특이점들이 생성되고, 각 특이점들의 좌표값이 주어진다. 각 좌표값들은 0과 100 사이의 실수값들이고, 눈과 눈썹의 길이, 눈의 중앙, 미간의 길이, 눈과 눈 사이의 길이, 얼굴 폭 등을 아래와 같이 간단한 수학공식으로 좌표값을 대입하여 즉시 알 수 있다.
눈의 길이 = hx - fx
눈썹의 길이 = ex - cx
미간의 길이 = 2cx (얼굴의 중앙에서 오른쪽 눈썹앞머리까지의 길이는 cx이고, 얼굴은 좌우 대칭이므로 두 눈썹 사이의 길이는 cx의 두배인 2cx라고 할 수 있다.)
눈과 눈 사이의 길이 = 2fx (얼굴의 중앙에서 오른쪽 눈까지의 길이는 fx이고, 얼굴은 좌우 대칭이므로 두 눈 사이의 길이는 fx의 두배인 2fx라고 할 수 있다.)
얼굴 폭 = 2ix (얼굴의 중앙에서 오른쪽 광대뼈까지의 길이는 ix이고, 얼굴은 좌우 대칭이므로 얼굴의 폭은 ix의 두배인 2ix라고 할 수 있다.)
1. 눈썹의 형태에 따른 검증
관상학적으로 눈썹은 하늘을 상징하는 이마에 위치해 있으며, 하늘에 떠 있는 구름과 같다하여 변화하기 쉬운 까닭에 보수관(保壽官)이라고도 한다(Jun, 2009). 또한 좌측 눈 앞머리와 우측 눈 앞머리의 거리, 좌측 눈썹 앞머리와 우측 눈썹 앞머리의 거리, 그리고 눈과 눈썹과의 위치 차이에 따라 성격을 포함한 인상을 구별한다.
일반적으로 관상학에서는 눈이 부귀빈천을 보는 곳이라 하여 얼굴이 천 냥이면, 눈은 구백 냥이라 할 정도로 가장 높은 점수를 주는 곳이라고 한다면, 성형외과에서는 홈페이지의 눈 뒤트임·앞트임·밑트임 시 꼭 확인해야 하는 주의사항에 대한 칼럼에서 눈과 눈 사이 간격은 대개 3.4-3.5 cm 내외로 평균치를 잡는다고 수치적으로 제시하기도 한다.
하지만 사람의 얼굴 크기는 제각각 다르고, 길이와 폭의 비율도 다르다. 따라서 눈 사이의 거리를 특정하여서 거리 개념을 판단하기에는 무리가 있으므로 전체적인 얼굴의 비율을 고려하여 눈과 눈 사이, 그리고 눈썹과 눈썹 사이의 거리 개념을 정립하여야 할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 한 쪽 눈의 길이를 기준으로 하여, 눈 사이에 대한 거리의 비율을 지정하고, 눈의 거리가 길고 짧음을 판단하는 방식을 제시하겠다.
얼굴에서 한쪽 눈의 길이는 한쪽 눈의 시작점과 끝점간의 길이이며, 그 값은 (hx - fx)이다. 눈과 눈 사이의 거리는 2fx이므로 두 눈 사이의 거리와 한쪽 눈의 거리의 비는 2fx/(hx - fx) 이다. 또한 두 눈썹 사이의 거리(미간)와 한쪽 눈의 거리의 비는 2cx/(hx - fx)이다. 각 특징점들의 명칭은 Fig. 1에 준하고, Fig. 3은 눈의 길이와, 눈과 눈 사이의 거리 등을 재는 방법으로 제시할 수 있다.
Start and end points of the eye. Distance between the eyes.
얼굴의 폭은 양편 광대뼈들의 끝 점 사이의 거리(2ix)라고 할 수 있다. 두 눈 사이의 거리가 멀다는 개념은 두 눈 사이의 거리를 얼굴의 폭과도 비교 할 수 있지만, 한 쪽 눈의 길이와 비교 할 수 있을 것이다. 또 실제 거리를 측정해서 기준치보다 확연하게 크면 멀다고 할 것이다.
눈썹 시술은 다양한 형태로 제공되며, 원하는 눈썹의 모양에 맞게 선택할 수 있다. 눈썹 시술의 선택은 개인의 취향과 스타일에 따라 다를 수 있으며, 전문가의 조언을 듣는 것이 중요하다. 이러한 시술을 위하여 먼저 자기 눈썹의 모양이 어떤 부류에 속하는가를 먼저 판단해야 할 것이다. 다음은 눈썹의 형태별로 관상학에서 바라보는 성격과 수학공식의 관계이다. 이때 눈과 눈썹 형태에 따른 디자인적 측면은 메이크업 전문가 5인의 의견을 참고하였다.
1) 미간이 넓은 얼굴
양 눈썹의 간격이 넓은 경우, 관상학에서는 온순하고 따듯한 성격으로(Kim, 2013), 주위에 대한 배려도 많아 친구가 많은 것으로 본다.
양 눈썹의 간격을 수학공식으로 측정할 때, C(cx, cy)는 눈썹의 앞머리에 해당하는 시작점이고, C의 x좌표인 cx는 얼굴의 중앙에서 우측 눈썹앞머리까지의 거리이며, 얼굴은 좌우 대칭이므로 cx의 두배인 2cx는 눈썹 사이의 거리라고 하였다.
눈썹 사이가 멀다는 기준은 눈썹의 시작점이 눈의 시작점보다 얼굴 중앙에서부터 멀리 있거나,
얼굴 폭에 비하여 눈썹간의 거리가 넓을 때, 그리고 눈썹간의 거리가 실제 35 mm보다 넓을 때 중 하나의 경우를 말하는데, 이러한 조건들을 수학공식으로는
① 눈썹 앞머리의 위치가 헤어라인 부위를 향해 눈 길이의 5% 이상 이동해 있을 때, 즉 cx > fx + (hx - fx)(5%)
② 얼굴 폭에 대한 양 눈썹간 거리의 비가 30% 보다 넓을 때. 즉 2cx / 2ix > 30%
③ 양 눈썹간 거리가 35 mm 보다 넓을 때. 즉 2cx > 35 mm 로 나타낼 수 있는데, 이 세가지 조건 중에 하나만 만족하여도 미간이 넓다고 정의할 수 있다.
Fig. 4의 경우, 얼굴 폭에 대한 눈썹과 눈썹의 거리의 비가 33% 이므로 2cx / 2ix > 30%이 되어서 ②번 조건에 의하여 미간이 넓다고 할 수 있다.
A face with wide forehead. https://search.daum.net
2) 미간이 좁은 얼굴
눈썹 간격이 좁은 사람은 관상학에서 친밀감이 강하거나 교류를 중요시하는 성격을 나타낼 수 있고, 음흉하거나 우울하며, 신경질적이고 충동구매를 하는 성격으로 본다(Kim, 2013).
미간이 좁다는 기준을 수학공식으로 살펴볼 때, 앞서 언급한 바와 같이 2cx가 눈썹 사이의 거리라고 보고, 그 기준은 다음 세가지 중 하나만 만족해도 성립한다.
① 눈썹 앞머리 부분의 위치가 눈의 앞머리 부분보다 눈 길이의 5% 이상 더 중앙으로 들어가 있을 때, 즉 cx (fx - (5%)(hx - fx)
② 얼굴 폭에 대한 눈썹과 눈썹의 거리의 비가 25% 보다 작을 때. 즉 2cx / 2ix < 25%
③ 눈썹과 눈썹의 사이의 거리가 34 mm 보다 적을 때. 즉 2cx < 34 mm
Fig. 5의 경우, 2cx / 2ix = 18%이므로 얼굴 폭에 대한 눈과 눈의 거리의 비가 25%보다 작아서 ②번 조건에 의하여 미간이 좁다고 할 수 있다.
A face with narrow forehead. https://search.daum.net
3) 눈썹의 길이에 따른 얼굴
관상학에서 눈썹의 길이가 길수록 사회성과 협동성이 있어 도량이 넓고 느긋하며 세심한 이미지로 본다(Joo, 2018). 눈썹이 눈을 덮으면 눈썹이 길다고 할 수 있는데, 눈썹이 길다는 기준을 수학공식으로 살펴볼 때, 눈썹의 길이는 ex - cx 이므로 ex - cx > hx - fx이면, 눈썹의 길이가 눈 길이보다 커서 눈썹이 눈을 덮었다는 표현을 쓸 수 있다. fx > cx, and ex > hx 조건을 만족하면 긴 눈썹이라고 할 수 있다.
Fig. 6의 경우 특징점들을 측정해 보면, fx = 9.5, cx = 6.8, ex = 32, hx = 26.5가 되므로 긴 눈썹의 조건을 만족하게 되어 Fig. 6은 긴 눈썹이라고 할 수 있고, 반면에 fx < cx, and ex < hx 조건을 만족하여 눈썹의 곡선이 눈의 폭 이내로 들어오면 눈썹이 짧다고 할 수 있다. 즉, 수학공식에 좌표들이 입력되어 자동 계산된 결과에 따라 눈썹의 길고 짧음의 판단이 가능함을 확인할 수 있다.
A face with long eyebrows. https://search.daum.net
4) 눈썹의 굵기에 따른 얼굴
관상학에서 눈썹이 굵을수록 적극적이고, 결단력이 있어 강인하며, 남성적인 이미지를 갖고(Joo, 2018), 얇은 눈썹은 미덕과 예의를 중시하는 성격을 나타낸다고 본다.
두꺼운 눈썹 여부를 판단하기 위하여 눈썹의 높이를 절대값으로 측정할 수 있지만, 사진이나 동영상 등에서 실제 눈썹의 높이를 측정하여 판단하기에는 어려운 부분이 있으므로 눈의 길이와 눈썹산 높이의 비를 측정하는 방법이 무난하다고 사료된다.
두꺼운 눈썹의 기준을 수학공식으로 살펴볼 때, 눈의 길이는 (hx - fx)이고, 눈썹산의 높이는 (u(dx) - l(dx)) 이므로 그 비율에 따라 (u(dx) - l(dx)) / (hx - fx) 의 값이 25%를 넘으면 두꺼운 눈썹이라 하고, 반면에 (u(dx) - l(dx)) / (hx - fx) 의 값이 10%를 넘지 못하면 얇은 눈썹이라 한다. Fig. 7의 눈썹을 측정해 볼 때, 비율이 25%를 초과하므로 두꺼운 눈썹이라고 할 수 있다.
A face with thick eyebrows. https://search.daum.net
2. 눈과 눈의 거리에 따른 검증
1) 눈과 눈 사이가 먼 얼굴
관상학에 있어서 눈 사이가 먼 경우, 성격이 느긋한 경향과 함께 온후하고 독실한 성향이 있으며, 넓은 시야를 갖는다고 본다(Jeon & Lee, 2007).
눈 사이가 멀다는 기준을 수학공식으로 살펴볼 때, 다음 세가지 중 하나만 만족해도 성립한다.
① 두 눈 사이의 거리의 비와 한쪽 눈에 대한 눈의 길이가 110% 보다 크다. 즉 2fx / (hx - fx) > 110%
② 눈과 눈의 거리의 비에 대한 얼굴 폭의 거리의 비가 25% 보다 크다. 즉 2fx / 2ix > 25%
③ 눈과 눈의 거리가 35 mm 보다 크다. 즉 2fx > 35 mm
Fig. 8에서 2fx / 2ix = 29% 이고, 이 값은 0.25보다 크기 때문에 ②번 조건에 의하여 눈 사이가 멀다고 할 수 있다.
A face with wide-set eyes. https://blog.naver.com
2) 눈과 눈 사이가 가까운 얼굴
관상학에 있어서 눈 사이가 가까운 경우, 감수성이 날카롭기 때문에 긴장되어 있고, 걱정이 많으며, 무뚝뚝한 성향으로 본다(Jeon & Lee, 2007).
눈 사이가 가깝다는 기준을 수학공식으로 살펴볼 때, 다음 세가지 중 하나만 만족해도 성립한다.
① 두 눈의 거리에 대한 한쪽 눈의 거리 의 비가 90% 보다 작다. 즉 2fx / (hx - fx) < 90%
② 눈과 눈의 거리의 비에 대한 대한 얼굴폭의 비가 25% 보다 작다. 즉 2fx / 2ix < 25%
③ 눈과 눈의 거리가 34 mm 보다 적다. 즉 2fx < 34 mm
Fig. 9는 눈이 커서 상대적으로 눈 사이가 가까운 듯한 얼굴이다. 한쪽 눈에 대한 눈과 눈의 거리의 비는 85%로 90% 보다 작다. 즉 2fx / (hx - fx) < 0.9 이므로 눈 사이가 가깝다고 할 수 있다.
A face with close-set eyes. https://search.daum.net
3) 눈과 눈썹 사이의 형태에 따른 검증
관상학에서는 눈과 눈썹의 사이 부분을 전택궁(田宅궁)이라고 한다. 전택궁이 넓거나 혹은 좁은 객관적인 기준을 설정하고자 한다. 눈의 윗부분 R(rx, ry)의 y좌표인 ry와 눈썹의 아래점인 l(rx)와의 거리인 (ry - l(rx))는 눈과 눈썹과의 거리인데 전택궁이라 불리는 눈과 눈썹 사이가 넓고 깨끗할 수록 재복이 있다고 한다. 전택궁비는 눈 위와 눈썹 아래의 길이를 눈의 길이로 나눈값으로 한다. 따라서 전택궁비를 계산하는 수학공식은 (ry - l(rx)) / (hx - fx)가 되고, 전택궁이 넓고 좁은 기준은 다음과 같이 정의한다.
(ry - l(rx)) / (hx -fx) < 20% 이면, 전택궁이 좁다고 할 것 이고,
(ry - l(rx)) / (hx - fx) > 50% 이면, 전택궁이 넓다고 할 수 있다.
(1) 눈과 눈썹 사이가 넓은 얼굴
관상학에서는 눈과 눈썹 사이가 넓은 사람은 성격이 원만해서 사람들에게 호감을 산다고 본다(Lee, 2002). 또한 잠재력을 나타내는 곳으로, 넓으면 풍족한 운세라는 것이 중론이다. 이에 최근에는 이마를 끌어당겨서 전택궁을 넓히려는 미용수술을 흔하게 볼 수 있는데, Fig. 10을 예로써 눈과 눈썹 사이의 비인 전택궁비를 계산하면, (ry - l(rx)) / (hx - fx) > 0.5로 전택궁이 넓다고 할 수 있다.
A face with wide space between the eyes and eyebrows. https://search.daum.net
(2) 눈과 눈썹 사이가 좁은 얼굴
관상학에서 눈과 눈썹 사이가 좁은 경우는 스스로 자기 일을 개척해야 하는 운으로 주거운이 없는 것으로 본다(Seo, 2004). 서양인은 눈썹 뼈가 발달되어서 눈이 들어가 보이고, 눈썹이 나와서 눈과 눈썹간의 거리가 짧아 보인다. 서양인의 좁은 전택궁은 동양의 관상학적 측면에서는 좋지않은 형국이다.
이를 수학공식으로 살펴볼 때, 전택궁비 = (ry - l(rx) / (hx-fx) 의 값이 20%를 넘지 못하면, 눈과 눈썹과의 사이가 좁다고 할 수 있다.
Fig. 11의 얼굴은 눈과 눈썹과의 길이의 비가 (ry - l(rx)) / (hx-fx) = 13% 이므로 20% 보다 작아서 전택궁이 좁다고 할 수 있다.
A face with narrow space between the eyes and eyebrows. https://search.daum.net
V. 결 론
본 연구는 관상에 기반한 아름다움의 기준에 따른 안면분석 방법의 필요성에 의해 얼굴 부위의 특징점들을 좌표로 설정하고, 수학적인 공식으로 계산하여 사용자의 외모 상태와 관상 정보를 제공하는데 목적을 두었다. 이를 위해 눈과 눈썹의 특징점들을 활용하여 얼굴 인식 및 분류 모델을 설계하고자 하였다. 즉, 눈과 눈썹의 특징점들의 명칭과 좌표를 표시하고, 수학공식으로 관상의 특징들을 구분하였으며, 수학공식에 좌표들이 입력된 계산 결과에 따라 눈과 눈썹의 모양 여부를 판단하는 기준을 마련하였다.
이로써 눈과 눈썹의 관계에 따른 분석을 위해 전문가들과 함께 눈썹의 형태에 따른 검증을 한 결과, 미간이 넓은 얼굴은 한쪽 눈썹의 앞머리 부분의 위치가 눈의 앞머리 부분보다 눈 길이의 5% 이상 중앙으로 더 나와 있을 때인 cx > fx + (1 / 20)(hx - fx)와 얼굴 폭에 대한 양 눈썹간 거리의 비가 30% 보다 클 때인 2cx / 2ix > 30%, 그리고 양 눈썹간 거리가 35 mm 보다 클 때인 2cx > 35 mm 중 하나만 만족해도 성립하는 것으로 확인되었다. 미간이 좁은 얼굴은 눈썹 앞머리 부분의 위치가 눈의 앞머리 부분보다 눈 길이의 5% 이상 더 중앙으로 들어가 있을 때인 cx < fx - (1 / 20)(hx - fx)와 얼굴 폭에 대한 눈과 눈의 거리의 비가 25% 보다 작을 때와 눈썹과 눈썹의 사이의 거리가 34 mm 보다 작을 때인 2cx < 34 mm 중 하나만 만족해도 성립하는 것으로 분석되었다. 눈썹의 길이에 따른 얼굴은 fx > cx, and ex > hx조건을 만족하면 긴 눈썹이고, fx < cx, and ex < hx조건을 만족하면 짧은 눈썹인 것으로 확인되었고, 눈썹의 두께에 따른 얼굴은 (u(dx) - l(dx))/(hx - fx)의 값이 25%를 넘으면 두꺼운 눈썹이고, 10%보다 적으면 얇은 눈썹인 것으로 분석되었다.
눈과 눈의 거리에 따른 검증한 결과, 눈 사이가 먼 얼굴은 한쪽 눈에 대한 눈의 길이와 눈과 눈의 거리의 비가 110% 보다 크거나 얼굴 폭에 대한 눈과 눈의 거리의 비가 25% 보다 크거나 눈과 눈의 거리가 35 mm 보다 큰 경우 중 하나만 만족해도 성립하였다. 눈 사이가 가깝다고 볼 수 있는 얼굴은 한쪽 눈에 대한 눈과 눈의 거리의 비가 90% 보다 작거나 얼굴 폭에 대한 눈과 눈의 거리의 비가 25% 보다 작을 경우, 그리고 눈과 눈의 거리가 34 mm 보다 작은 경우 중 하나만 만족해도 성립하였다.
눈과 눈썹 사이의 형태에 따른 검증을 한 결과, 눈과 눈썹 사이의 비율 (ry - l(rx)) / (hx - fx) 50% 일 때 넓은 얼굴인 것으로 확인되었고, (ry - l(rx)) / (hx - fx) 값이 20%를 넘지 못하면, 눈과 눈썹과의 사이가 좁은 것으로 분석되었다.
관상의 성격을 구분하는 기본적인 부위들은 크고 작음, 넓고 좁음 등으로 표현하지만, 절대적인 기준은 없다. 따라서 본 논문에서는 그 기준을 기하학적 개념과 수학공식을 바탕으로 계산이 가능하다는 것을 제시한 것에 의의가 있다.
연구의 한계점으로는 지금까지의 기준을 만족하는 수치들은 사회적인 기준과 미의 기준이 시대마다 다를 수 있다는 점과 전문가들의 특성에 따라 형태의 기준이 조금씩 다를 수 있다는 점이다. 따라서 후속연구에서는 형태에 따른 일반적 조정이 필요하다.
본 연구는 관상 정보 제공을 위한 객관성을 확보하기 위한 연구로서 검증을 통한 안면 분석의 수학적 방법이 얼굴인식 시스템에 적용되어, 온라인 사용자들이 얼굴 분석과 관상 정보를 제공받는데 도움이 되기를 바란다.