[논문]Japanese Puzzle을 이용한 교통안전 표지판 인식

손영선

doi:10.5391/jkiis.2008.18.3.416

Japanese Puzzle을 이용한 교통안전 표지판 인식
A Recognition of Traffic Safety Signs Using Japanese Puzzle 원문보기

한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, v.18 no.3, 2008년, pp.416 - 421

초록
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본 논문에서는 게임에 사용되는 원리를 역으로 이용하여 교통안전 표지판을 인식하는 시스템을 구현하였다. 본 시스템에 사용된 게임은 제작자가 (x, y)좌표에 제공하는 수치를 보고 메쉬에 표시하면 제작자가 의도한 임의의 물체의 모형이 표현되는 게임이다. 입력된 영상으로부터 교통안전 표지판 영상을 분리한 후, 표지판을 구성하는 색상과 형태에 상기의 퍼즐게임을 이용하여 교통안전 표지판으로 인식되면 해당 표지판과 내용을 문자로 출력하는 시스템을 구현하였으며 흑백 영상 처리 및 세선화과정 없는 인식으로 처리 속도가 빠르며, 기존 시스템 보다 좋은 인식률을 얻을 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper realizes a system that recognizes traffic safety signs by applying the principle used for game in reverse. The game used for this paper is one that expresses the shape of temporary objects intended by the maker when the maker sees the numerical image provided on (x, y) coordinates and then expresses it on the mesh. After separating the traffic safety sign image from the input image, the system is realized by outputting the content of the sign into letters by recognizing the forms and colors constituting the sign using the puzzle game above. Our system has fast process time and better rate of recognition than the existing system with black-and-white image processing and recognition without any penciling progress.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그림 6(b)에서 1열의 경우는 전부 연속 점으로 구성되므로 가산된 수치 '10'을, 1행의 경우는 3개의 점이 연속된 후 두 칸 후에 다시 3개의 연속 점들이 보이므로 ‘3, 3'을 표기하였다. 본 논문에서는 이 게임을 역으로 이용하여 입력된 영상으로부터 획득된 교통 표지판을 구성하는 영역의 행과 열의 숫자로부터 형상의 특성을 추출하여 입력된 교통 표지판을 인식하고자 한다.
본 논문에서는 입력되는 영상에서 교통 표지판 색상과 형태로부터 공공 교통 표지판을 추출하여 인식하는 시스템을 구현하였다.

제안 방법

가 다름을 이용하여 주의, 규제 및 지시 표지판으로 분류한다. 교통 표지판 내부의 배경 색상이 표지판 마다 다르다는 사실을 이용하여 배경색에 의해 구성되는 영상에 Japanese puzzle을 적용시켜 공공 표지판임을 재확인하고, 실제 인식에 적용되는 내부 영상 또는 심볼에 Japanese puz기e을 적용시켜 표지판을 세부 분류하여 교통 표지판을 인식하게 하였다.
교통 표지판 색상과 형태를 이용하여 교통 표지판 영역을 추출한 뒤, Japanese puzzle을 테두리 및 배경 색상에 적용하여 교통 표지판 형태를 확인하여 분류하고, 기호 및그림 영역에 적용하여 세부분류하고 인식하였다. 교통 표지판 중 주의 표시는 9456%, 규제표시는 84.
교통 표지판의 내용 및 형태에 따라 분류된 표지판 내부영상의 도형 또는 기호에 Japanese puzzle을 적용하여 표지판 내용을 인식한다. 이때, 주의 표지인 삼각형 표지판과 지시 및 보조 표지의 경우는(X, 。좌표의 각 30번째에서, 규제표지의 경우는 표2에서 사용한 좌표에서 수치 정보를 획득한다.
흑. 백으로 변환시킨 입력 영상으로부터 테두리 색상에 해당하는 영역을 추출하여 레이블링한다. 레이블링 기법은 화상에서 인접하여 연결되어 있는 모든 화소에 대해 동일한 번호를 붙이고 다른 연결 성분에는 또 다른 번호를 붙이는 방법으로 입력된 영상을 영역별로 구분할 수 있다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 그림 1의 전체 시스템흐름도에서 보는 바와 같이 CCD 흑백 카메라에 영상이 입력되면 교통 표지판 분리 알고리즘에 의해 표지판을 분리한 후, 표지판 인식 알고리즘에 의해 표지판을 인식하고 인식된 표지판과 그것의 의미하는 내용을 문자로 출력한다.
본 논문에서는 임의의 영상을 사각형 내부에 위치시켜, 일정한 크기로 나누어 망(mesh)을 구축한 뒤, 임의의 영상을 수치로 표현하는 게임인 Japanese puzzle[6]을 이용하여 공공 표지판을 인식하게 하는 시스템을 제안한다.
이 예의 경우에는 적색 테두리, 백색 배경, 흑색 화물차 모형 및 원형 표지판으로 구성되어진다. 입력 영상에서 적색이 검출되면 주의, 규제 표지라 판단하고 적색 테두리에 Japanese puzzle을 적용시켜 표지판의 형태 및 내용의 일부를 분류한다. 이 경우, 표준화된 영상의(X, y) 좌표에서 각각 각 5, 20, 55번째 pixel 수치 정보가 분류기준이 되었으며 분류된 결과가 표1에 보여진다.
적색 테두리가 없는 지시, 보조 표지의 경우에는 배경색 및 표지판의 내용을 나타내는 모형도에 Japanese puzzle을적용시켜 분류 및 인식한다.

대상 데이터

본 논문에서는 실험실에서 교통 표지판 중 주의, 규제, 지시표지를 대상으로 각각 2670개의 입력 영상을 사용하여 인식 실험을 하였다.

성능/효과

영역에 적용하여 세부분류하고 인식하였다. 교통 표지판 중 주의 표시는 9456%, 규제표시는 84.29%, 지시표시는 95.22%의 인식률을 얻을 수 있었다. 종래의 연구들 중에서, 칼라 영상에 동심 원형 패턴 방법을 이용한 표지판 인식 시스템은 93.
1%의 인식률[4], 템플릿 매칭 방법을 이용한 표지판 인식 시스템은 40%의 인식률⑸을 얻었다. 본 논문에서는 흑백 영상의 사용과 세선화 과정 없는 처리로 인식 시간의 단축이 가능하였으며, 인식률도 매우 향상됨을 알 수 있었다.
표 3-5의 실험 결과로부터 알 수 있듯이 주의 표지는 1140개 중에 1078개를 인식하여 94.56%, 규제 표지는 630 개 중에 531개를 인식하여 84.29%, 지시 표지는 900개 중에 857개를 인식하여 95.22%의 인식률을 획득하였다. 여기서, 규제표지가 주의표지나 지시표지보다 인식 성공률이 낮은 이유는 도형 또는 기호 부분에서 가는 선으로 표시되는 '자전거 통행 금지', '손수레 통행 금지' 등의 표지판에서 흰색과 검은색의 근접으로 인하여 회색이 나타나 gray lev- 以의 적색과 같이 인식되어 적색 부분의 분류에서 교통 표지판이 아닌 것으로 인식하기 때문이다.

후속연구

향후 과제로는 실제 현장의 도로상에서 촬영한 영상에서 공공 표지판을 인식하는 시스템 구현 및 이동 중인 차량에서 촬영한 영상에서 표지판을 인식하는 시스템의 구현도 고려되어 진다.

참고문헌 (7)

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최규담, 김성동, 최기호, "자연영상에서 교통 표지판의 기울기 보정 및 텍스트 추출", 한국 ITS학회 논문지, 제3권, 제2호, pp.19-28, 2004

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이승우, 김욱현, "색과 형태 정보를 이용한 교통표지판 인식", 한국 신호처리.시스템학회 학술대회논문지 1권2호, pp.141-144, 2000
오준택, 곽현욱, 김욱현, "웨이블릿 변환과 형태 정보를 이용한 교통 표지판 인식", 대한전자공학회 전자공학학회 논문지 SP 제41권 5호, pp.125-134, 2004
남기환, 배철수, 박호식, 박동희, 한준희, 나상동, "교통표지판 인식을 위한 비젼 시스템", 한국해양정보통신학회 논문지, 1226-6981, 제8권 2호, pp.471-476, 2004

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Salcedo-Sanz. S, Ortiz-Garcia. E. G, Perez-Bellido. A. M, Portilla-Figueras. A and Xin Yao, Solving Japanese Puzzles with Heuristics, Proceedings of the 2007 IEEE Symposium on Computational Intelligence and Games (CIG 2007), pp. 224-231, 2007
장동혁, "디지털 영상 처리 구현", PC 어드밴스, 2001

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