초록 ▼

문자인식 기술은 지난 수 십 년 간 지속적으로 발전해 왔으며 많은 시스템에 실용화 되어왔다. 최근에는 디지털 카메라, 캠코더, 카메라폰 등 영상을 획득할 수 있는 장치의 보급이 크게 증가하면서 영상 인식 기술의 응용에 대한 가능성이 더욱 커지고 있다. 그러나, 카메라를 통해 입력받은 영상은 스캐너 영상에 비해 해상도 및 화질이 저하되는 경우가 많기 때문에 이를 극복하기 위한 방법론이 요구된다. 본 연구의 목적은 저화질의 문서 영상을 개선하고 인식하기 위한 영상복원 및 인식의 통합적 방법을 개발하는 것이다.
카메라 영상의 화질

문자인식 기술은 지난 수 십 년 간 지속적으로 발전해 왔으며 많은 시스템에 실용화 되어왔다. 최근에는 디지털 카메라, 캠코더, 카메라폰 등 영상을 획득할 수 있는 장치의 보급이 크게 증가하면서 영상 인식 기술의 응용에 대한 가능성이 더욱 커지고 있다. 그러나, 카메라를 통해 입력받은 영상은 스캐너 영상에 비해 해상도 및 화질이 저하되는 경우가 많기 때문에 이를 극복하기 위한 방법론이 요구된다. 본 연구의 목적은 저화질의 문서 영상을 개선하고 인식하기 위한 영상복원 및 인식의 통합적 방법을 개발하는 것이다.
카메라 영상의 화질을 개선하기 위한 대표적인 방법으로는 초해상도 기술(super-resolution)이 많이 사용된다. 기존의 연구는 super-resolution 연구는 인식 방법론에 대하여 독립적으로 수행되었다. 그러나 문서인식 시스템을 구성하는 핵심모듈로서 super-resolution과 인식 모듈이 서로 정보를 교환하며 밀접히 연동되도록 한다면 더욱 효과적으로 저화질 영상을 인식할수 있다. 본 과제에서는 이와 같이 super-resolution을 이용한 영상복원 기술과 인식 기술을 통합한 저화질 문자영상의 인식 방법론을 개발하는 것을 목적으로 하였다.

목차 Contents

• 진도보고서 ...1
• 차 례 ...2
• Ⅰ. 연구 목적 및 방법 ...4
• 1. 당초 연구의 목적, 필요성 및 연구목표 ...4
• 2. 당초 연구 내용, 범위 및 방법 ...5
• 가) 인식 성능의 관점에서 최적화 된 super-resolution 구현 및 학습 방법 ...5
• 나) 저화질 영상 및 super-resolution에 의해 복원된 고해상도 영상에 최적화 된 인식 방법론 ...5
• 다) Super-resolution과 인식 엔진의 연동 학습을 통한 저화질 영상에 대한 인식 성능 최적화 ...6
• Ⅱ. 연구수행 내용 및 결과 ...7
• 1. 1차년도 연구 ...7
• 가) 1차년도 연구계획 (목적, 방법, 내용) ...7
• 나) 1차년도 연구내용 및 결과 (목적, 방법, 내용, 결과) ...9
• 1) 개요 ...9
• 2) Bayesian super-resolution의 기본 시스템 구성 ...10
• (가) 영상 관찰 모델 (imaging observation model) ...10
• (나) 영상등록 (Image registration) ...10
• (다) Likelihood 함수 ...12
• (라) 영상 사전 모델 (image prior model) ...12
• (마) 최적화 ...13
• 3) 인식 기반 초해상도 영상 복원방법 ...14
• (가) 예제기반 초해상도 영상 복원(Example-based super-resolution)을 이용한 클래스별 선행 모델 (class-dependent prior model) ...14
• (나) 문자인식기의 feedback을 이용한 super-resolution ...20
• 2. 2차년도 연구내용 ...22
• 가) 2차년도 연구 개요 ...22
• 1) 예제기반 초해상도 영상 복원방법의 성능 개선 ...22
• 2) Super-resolution과 인식 엔진의 통합 ...22
• 3) 저화질 영상 및 super-resolution에 의해 복원된 고해상도 영상에 최적화된 인식 방법론 ...23
• 4) 통계적 인식 방법론 ...24
• 나) 2차년도 연구내용 및 결과 ...25
• 1) 문자 영상 복원을 위한 예제기반 초해상도 영상 복원방법 ...25
• (가) 고속 패치 검색 알고리즘 ...25
• (나) 이미지 생성 모델을 이용한 패치 검색기준 ...32
• 2) 인식기반 초해상도 영상 복원방법(Recognition-based super resolution) ...36
• (가) 기존 인식 방법 ...36
• (나) 클래스 정보를 반영한 인식기반 초해상도 영상 복원방법 ...36
• (다) 실험 결과 ...39
• 3) 저해상도와 복원영상으로 학습한 문자 인식기 ...41
• 4) 통계적 인식 방법론 ...43
• (가) QDF (Quadratic Discriminant Function) ...43
• (나) MQDF (Modifed Quadratic Discriminant Function) ...44
• (다) DLQDF(Discriminative Learning Quadratic Discriminant Function) ...45
• Ⅲ. 연구결과 활용계획 ...48
• 1. 연구결과 활용계획 ...48
• 가) 학문. 사회발전에의 기여 ...48
• 나) 산업적 파급 효과 ...48
• 다) 활용 방안 ...48
• 2. 연구성과 (발표 논문) ...48
• 가) 1차년도 ...48
• 나) 2차년도 ...48
• Ⅳ. 참고문헌 ...50