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DNN과 슈퍼픽셀을 이용한 실내 공간 인식
Indoor Space Recognition using Super-pixel and DNN 원문보기

Journal of Internet Computing and Services = 인터넷정보학회논문지, v.19 no.3, 2018년, pp.43 - 48  

김기상 (School of Media, Soongsil University) ,  최형일 (School of Media, Soongsil University)

초록
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본 논문은 DNN(Deep Neural Network)와 슈퍼픽셀을 이용한 실내 공간 인식 알고리즘을 제안한다. 영상으로부터 실내 공간 인식을 위해 우선 영상 분할을 위한 세그멘테이션 프로세스가 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 적당한 크기로 나눌 수 있는 슈퍼 픽셀 알고리즘을 이용해 세그멘테이션을 수행한다. 각 세그먼트를 인식하기 위해 세그먼트마다 제안하는 방법을 이용하여 특징을 추출한다. 추출된 특징들을 DNN을 이용하여 학습하고, 학습으로부터 추출된 DNN모델을 이용하여 각 세그먼트를 인식한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법과 기존의 알고리즘과의 성능 비교 분석을 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose an indoor-space recognition using DNN and super-pixel. In order to recognize the indoor space from the image, segmentation process is required for dividing an image Super-pixel is performed algorithm which can be divided into appropriate sizes. In order to recognize each se...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 하지만, 실내 공간을 위한 Boosted Forest는 알고리즘을 개선해도 만족스러운 결과를 얻지 못한다.[8] 이러한 한계점을 해결하기 위해 본 논문에서는DNN(Deep Neural Network)를 활용하여 인식률을 개선하는 방법에 대해 제안한다
  • 이러한 점은 분류하는데 있어 다양한 구도에서 볼 수 없는 것이 단점으로 작용한다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 DNN을 통해 학습을 수행하였다. 그림1은 본 논문에서 제안하는 알고리즘의 전체 흐름도를 나타낸다
  • 본 논문에서는 기존의 학습 방법을 개선을 통해 인식률을 개선한 방법을 제안한다. 입력 영상이 들어오면 슈퍼픽셀을 이용하여 세그멘테이션 된 영상을 생성한다.
  • 본 논문에서는 실내 공간 인식을 위해 DNN 학습을 이용하여 벽면 인식하는 알고리즘에 대해 소개하였다. 벽면인식을 위해 우선 슈퍼픽셀 알고리즘을 통해 영상에서 세그먼트들을 추출하였고, 그 추출된 각 세그먼트마다 특징을 추출하였다.
  • 본 논문은 세그먼트들을 이용한 벽면 인식 방법으로 다른 실내 공간 인식과 융합 될 것으로 예상된다. 예를 들어 소실점, 코너점 등 레이아웃을 통한 인식 방법과 융합할 경우 더욱 향상된 실내 공간 인식을 할 수 있을 것으로 생각된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
슈퍼픽셀이란? 슈퍼픽셀은 세그멘테이션 기법 중 하나로, 영상분할, 객체검출, 객체추적 등 다양한 분야에서 전처리 과정으로 사용되는 방법이다. 입력된 영상으로부터 의미 있는 객체, 배경들을 분할하기 위해서 세그멘테이션은 필수이다.
DNN 학습을 이용한 벽면 인식하는 알고리즘이 소실점, 코너점 등 레이아웃을 통한 인식 방법과 융합할 경우 어떤 기대를 할 수 있는가? 본 논문은 세그먼트들을 이용한 벽면 인식 방법으로 다른 실내 공간 인식과 융합 될 것으로 예상된다. 예를 들어 소실점, 코너점 등 레이아웃을 통한 인식 방법과 융합할 경우 더욱 향상된 실내 공간 인식을 할 수 있을 것으로 생각된다.
실내공간 인식 방법에는 어떤 방법이 있는가? 특히 증강현실 및 가상현실과 관련성이 높은 실내 공간 인식은 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 실내공간 인식 방법으로는 크게는 추론을 이용한 공간 인식방법과 학습을 이용한 방법이 있다. 추론을 이용한 방법으로는 소실점으로부터 기하학적 추론을 이용해 공간 정보 후보를 추출하고 이 후보군들을 지향성 지도를 통해 평가하여 공간 구조를 추출하는 방법 [6], 지향성 지도를 통해 실내 공간 영역과 그 외의 영역을 구분하고, 표면 레이아웃 정보를 통해 공간 구조를 추출하는 방법 [7] 등이 있다.
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참고문헌 (12)

  1. Techemergence, Everyday Examples of Artificial Intelligence and Machine Learning, 2017. https://www.techemergence.com/everyday-examples-of-ai/ 

  2. Structure, 3D Scanner. https://structure.io/ 

  3. IKEA, IKEA Place. http://www.ikea.com/au/en/apps/IKEAPlace.html 

  4. Microsoft, HoloLens. https://www.microsoft.com/en-us/hololens 

  5. S. Liu, M. Atia, T. Karamat and A. Noureldin, "A LiDAR-Aided Indoor Navigation System for UGVs", The Journal of Navigation, Vol.68, No.2, pp.253-273, 2015. https://doi.org/10.1017/S037346331400054X 

  6. D. Lee, M. Hebert and T. Kanade, "Geometric reasoning for single image structure recovery", Computer Vision and Pattern Recognition, pp.2136-2143, 2009. https://doi.org/10.1109/CVPR.2009.5206872 

  7. A. Gupta, M. Hebert, T. Kanade and D. Blei, "Estimating spatial layout of rooms using volumetric reasoning about objects and surfaces", Advances in neural information processing systems, pp.1288-1296, 2010. http://papers.nips.cc/paper/4120-estimating-spatial-layout-of-rooms-using-volumetric-reasoning-about-objects-and-surfaces 

  8. K. Kim and H. Choi, "Ensemble of fuzzy decision tree for efficient indoor space recognition", The Korean Society Of Computer And Information, Vol.22, No.4, pp.33-39, 2017. https://doi.org/10.9708/jksci.2017.22.04.033 

  9. X. Yang, X. Gao, D. Tao, X. Li and J. Li, "An Efficient MRF Embedded Level Set Method for Image Segmentation", IEEE Transactions on Image Processing, Vol.24, No.1, pp.9-21, 2015. https://doi.org/10.1109/TIP.2014.2372615 

  10. C. Carson, S. Belongie, H. Greenspan and J. Malik, "Blobworld: image segmentation using expectation-maximization and its application to image querying", IEEE Transactions on Pattern Analysis and MAchine Intelligence, Vol.24, No.8, pp.1026-1038, 2002. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2002.1023800 

  11. M. Zheng and Z. Zhou, "A k-nearest neighbor based algorithm for multi-label classification", Granular Computing, IEEE International Conference on, Vol.2, pp.718-721, 2005. https://doi.org/10.1109/GRC.2005.1547385 

  12. D. Hoiem, A. Efros and M. Hebert, "Recovering surface layout from an image", International Journal of Computer Vision, Vol.75, No.1, pp.151-172, 2007. 

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