[논문]영상 객체인식기법을 활용한 지능형 영상검지 시스템

정상진; 김정중; 이동영; 조성제; 김국보

영상 객체인식기법을 활용한 지능형 영상검지 시스템
Intelligent Video Event Detection System Used by Image Object Identification Technique 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.13 no.2, 2010년, pp.171 - 178

정상진 (동방대학원대학교 문화정보학과) , 김정중 (강원대학교 컴퓨터공학과) , 이동영 ((주)시우넷) , 조성제 (동방대학원대학교) , 김국보 (대진대학교 컴퓨터공학과)

초록
AI-Helper

무인감시시스템은 무선 칩 같은 기초적인 센서를 이용하는 분야는 많이 연구 되어 왔으며. 카메라를 주요 센서로 하는 영상감시체계 연구 분야가 활성화 되고 있다. 본 논문에서는 다양한 영상검지기법을 조사 분석한 결과를 토대로 영상 객체 인식 기법을 적용한 지능형 영상검지 시스템을 제안하였다. 이 지능형 영상검지 시스템은 사건 전후의 상황을 쉽게 추적 판단 할 수 있으며, 확실한 증거와 다양한 정보를 확보 할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안하는 지능형 영상 검지 시스템은 교통상황 관리, 재난 경보 등 다양한 무인감시시스템에 활용 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The surveillance system in general, has been sufficiently studied in the field of wireless semiconductor using basic sensors and its study of image surveillance system mainly using camera as a sensor has especially been fully implemented. In this paper, we propose 'Intelligent Image Detection System' used by image object identification technique based on the result analysis of various researches. This 'Intelligent Image Detection System' can easily trace and judge before and after a particular incident and ensure affirmative evidence and numerous relative information. Therefore, the 'Intelligent Image Detection System' proposed in this paper can be effectively used in the lived society such as traffic management, disaster alarm system and etc.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

무인감시시스템에서 기초 물리센서와 대등한 자료를 획득함과 동시에 경계를 위한 보다 선명한 영상자료를 가질 수 있다는 장점을 만족시키기 위해 객체 인식을 통한 지능형 영상검지기법을'연구하였다. 영상 검지 시스템에서 얻어지는 객체 관련 정보와 이벤트 관련 정보는 기존의 기본센서에 의존한 무인감시시스템 보다 더 유리한 장점을 가진다.
본 연구의 목적은 무인감시시스템에 영상 검지 시스템 응용 방법을 제시하는 것으로 영상 이벤트 검지 방식을 이해하고 이를 무인감시시스템으로 확대적용 하는데 있다. 교통상황에서의 객체 인식은 관심 영역 내의 모든 차량에 대하여 100% 객체 인식률을 가진다는 장점이 있고, 차량의 사고를 추적해 가는 기능이 탁월하여 이를 영상감시시스템을 확립하는 주요한 방법으로 활용하였다.

제안 방법

하는데 있다. 교통상황에서의 객체 인식은 관심 영역 내의 모든 차량에 대하여 100% 객체 인식률을 가진다는 장점이 있고, 차량의 사고를 추적해 가는 기능이 탁월하여 이를 영상감시시스템을 확립하는 주요한 방법으로 활용하였다.
지역에 설치된 카메라로부터 입력된 영상을 현장에서 직접 분석하고 그 자료와 분석상황을 서버에 전송하는 방식으로 실시간 운용이 가능하도록 구성하였다. 교통상황을 이해하기 위하여 지상 16미터 높이 정도에서 윤곽을 확인하여 그 안에서 구분되는 객체들을 분석하고 각 객체들에 대한 분석과 이벤트들에 대한 분석이 지역장치 서버(검지 알고리즘 내장)를 통하여 종합한다. 이벤트가 발생하면 지역서버에서 곧바로 이벤트 발생 영상 클립과 더불어서 현장상황에 대한 위치(현재 장치의 위치 및 지명)를 비 롯한 사고시간, 사고 발생 상황에서의 신호환경, 기타 지역장치의 녹화 상태 등 정보들을 융합하여 그림 5와 같이 종합 상황 시스템에 전송한다.
따라서 영상의 축적방법을 달리하여 오류를 해결한다. 본 연구에서 영상검지를 위해 7개 프레임 축적에 3개 프레임을 전후로 제거하고 축적하는 방식으로 분석하지만, 이 경우는 5개 프레 임에서 전후 3 개의 제거와 축적을 반복하여 객체를 인식하고, 배경을 제거하는 방식으로 전환하여 영상을 분석한다.
본 연구에서 활용된 영상 분석기술은 다양한 객체의 출몰이 잦고 영상에서 발생할 수 있는, 이벤트의 형태가 다양한 상황을 모델로 설정하였다. 하나의 입력 영상을 경계시스템에서 활용한다면 검지되는 객체의 수는 가능한 많은 수의 객체를 인지하고 분석하는 것이 유리하다.
노출이 적게 되면 노이즈의 양이 증가하고 실제 객체 구분이 어려우며, 노이즈가 지역적으로 모여 있는 곳을 객체로 인식하는 오류를 가질 수 있다. 이러한 노출의 환경을 5분 이상 지속 시켜 카메라의 노출 보정을 충분히 이행하게 하여 차량의 미세한 색변화를 추출하는 방식으로 오류를 줄이는 방법을 적용했다.
145]. 이러한 문제점을 개선하기위해 본 연구에서는 객체 인식, 학습인지시스템과 유체근사 알고리즘을 사용하여 영상 자동검지의 성능을 개선하였다.
있는 데이터를 확보하는데 성공하였다. 이를 지능형 영상 검 지시스템 (IV聖DS, Intelligent Video Event Detection System) 이라 칭하며, 일반 영상 동작 감지기(VWD)와 성능비교를 표 3에서 제시하였다.
처리절차이다. 입력 영상을 처리하고 1차적으로 환경 변수에 해당되는 기초 주기 및 배경에 대한 데이터를 처리하고 병렬로 화소의 그룹화를 통하여 객체를 인식한다. 종합적으로 인식된 객체들은 환경정보와 더불어 이벤트 조건에 대한 판별을 통하여 출력한다.
그림 5와 같다. 지역에 설치된 카메라로부터 입력된 영상을 현장에서 직접 분석하고 그 자료와 분석상황을 서버에 전송하는 방식으로 실시간 운용이 가능하도록 구성하였다. 교통상황을 이해하기 위하여 지상 16미터 높이 정도에서 윤곽을 확인하여 그 안에서 구분되는 객체들을 분석하고 각 객체들에 대한 분석과 이벤트들에 대한 분석이 지역장치 서버(검지 알고리즘 내장)를 통하여 종합한다.

이론/모형

본 연구에서는 감시 대상의 이벤트를 기록하기 위한 모델로 교통사고 자동기록장치 시스템을 활용하였으며, 활용된 교통사고 자동기록장치의 시스템 구성은 그림 5와 같다. 지역에 설치된 카메라로부터 입력된 영상을 현장에서 직접 분석하고 그 자료와 분석상황을 서버에 전송하는 방식으로 실시간 운용이 가능하도록 구성하였다.

성능/효과

확인하는 정도로 활용하였다. 그러나 본 연구에서 제시한 지능형 영상검지 시스템에서는 기초적인 센서 없이도 객체를 인식, 검지 정보로 활용 할 수 있어, 무인감시스템에 적용할 수 있음을 보여주었다.
따라서 본 연구에서 제안한 지능형 영상 검지 기법은 객체를 정의하고 정의된 객체에 따라 이벤트의 정의를 유도함으로써 오경보율을 최대한 줄이고 신뢰성 있는 데이터를 확보하는데 성공하였다. 이를 지능형 영상 검 지시스템 (IV聖DS, Intelligent Video Event Detection System) 이라 칭하며, 일반 영상 동작 감지기(VWD)와 성능비교를 표 3에서 제시하였다.
본 논문에서 제안하는 지능형 영상검지 시스템은 경찰청 교통사고자동기록장치 사고 검지율 분야에서는 92.3%의 이벤트 검지율을 가진 시제품으로 개발되었다[3]. 이는 표 2와 같이 월등한 이벤트 검지 성능을 가진 기술로 검증 되었다.

후속연구

이웃 카메라에 객체의 이동 경로를 전달해주고 특이한 객체 특징을 전달하므로 이벤트 및 객체 추적의 연속성을 부여 할 수 있다. 각각의 카메라와의 통신 또는 현장 관측자에게 즉각적인 정보 전달은 보안이 필수적으로 따라야 하며, 정보 보안 사항은 따로 연구하여야 할 것이다.
객체 인식에 의한 영상 검지 기법을 통하여 사용자 및 관리자가 이해하기 쉬운 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있다고 판단되며, 다양한 물리적 센서의 설치 및 운용상의 난점을 극복하는 방법으로 고려될만한 가치가 있다고 판단한다. 물론 영상 검지 시스템의 오검지율에 대한 논점이 존재하지만 이를 해결하기 위하여 교통에서 운용된 다객체 운동을 주적하는 방법으로 충분히 오검지율을 개선 할 수 있다.
물론 영상 검지 시스템의 오검지율에 대한 논점이 존재하지만 이를 해결하기 위하여 교통에서 운용된 다객체 운동을 주적하는 방법으로 충분히 오검지율을 개선 할 수 있다. 유효 이벤트 검지 율은 교통■사고 자동기록장치에 대하여 교통이벤트 검지 율 90%이상의 신뢰성을 보여 무인감시시스템에 적용할 경우에는 보다 더 높은 이벤트 검지를 할 것으로 기대 된다.

참고문헌 (9)

전준철, Digital Image Processing 개정판, pp. 2-6, 정익사, 2009.
Andrea Prati, Ivana Mikic, Mohan M. Trivedi, and Rita Cucchiara, "Detection Moving Shadows : Algorithm sand Evaluation," IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence Vol.25. No.7, JULY, pp. 3-4, 2003.
김만배, 이건호, 기용걸, 고영수, "교통사고 자동기록장치 효과분석 및 DB 구축방안 연구," pp. 33-38, 2004.
B. Basu-Mallick, and A. Kundu, PHYSICS LETTERS A, Vol.279, No.1-2, pp. 29-32, 2001.

상세보기
L. M. Bruce, N. Balraj, Y. Zhang, and Q. Yu, "Automated Accident Detection in Intersections via Digital Signal Processing," Presented at 83nd Annual Meeting of the Transportation Research Board, pp. 17-23, 2004.
M. Moshinsky and A. Nikitin, "REVISTA MEXICANA DE FISICA," Nuclear Physics Symposium, 27th Selected papers Taxco, Mexico, pp. 27-35, 2004.
구현모, 유체의 운동학적 이론과 비평형 분자동력학에 관한 연구, pp. 1-6, 1992.
박상언, 유체역학, pp. 2-15, 1991.
C. Harlow and Y. Wang, "Automated Accident Detection System," In Transportation Research Record. No.1746, pp. 90-93, 2001.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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