초록 ▼

■ 최종 연구 개발 목표
- 시각장애자가 독립적으로 목적지까지 도달할 수 있게 하는 보행 유도 시스템 개발
◆ 시각장애인이 옥내에서 원하는 위치로 혼자서 보행가능 (독립적 보행)
◆ 0.5 - 2.0m 범위 내에 있는 계단, 문, 등의 구조물을 인식
* 통로의 구조 및 보행 예상 경로를 추측가능
◆ 15x15 pixel 크기 이상의 문자를 인식
◆ 3m 이내의 사람의 신원을 데이터베이스 내에서 인식
◆ 전방의 장애물 탐지 및 회피
◆ 맵기반으로 자신의 위치를 파악하여 목적지까지 유도

■ 최종 연구 개발 목표
- 시각장애자가 독립적으로 목적지까지 도달할 수 있게 하는 보행 유도 시스템 개발
◆ 시각장애인이 옥내에서 원하는 위치로 혼자서 보행가능 (독립적 보행)
◆ 0.5 - 2.0m 범위 내에 있는 계단, 문, 등의 구조물을 인식
* 통로의 구조 및 보행 예상 경로를 추측가능
◆ 15x15 pixel 크기 이상의 문자를 인식
◆ 3m 이내의 사람의 신원을 데이터베이스 내에서 인식
◆ 전방의 장애물 탐지 및 회피
◆ 맵기반으로 자신의 위치를 파악하여 목적지까지 유도
■ 연구 개발 방법
- 제 1 세부과제 : 영상 기반 장애물 회피 및 보행 유도 기술 개발
(1) 통행로 분석
◆ 진행하고자 하는 통행로를 분석하고 이동 경로를 결정
◆ 입력되는 영상으로부터 수직, 수평 경계들과 꼭지점 등을 추출
◆ 추출된 경계 영상으로부터 일정 크기 이상의 특징 선분들을 찾아 이들 선분들의 조합으로 도로, 문, 계단, 복도 등을 인식
◆ 처음 보행하는 경우 인식된 통행로 정보를 사용하여 통로 모델을 구성
◆ 다시 지나가는 경우 저장된 통로 모댈 정보를 이용하여 통행로를 보다 쉽게 인식
(2) Disparity를 이용한 거리 분석
◆ 스테레오 영상으로부터 얻을 수 있는 disparity를 이용하여 거리 정보를 추정
◆ 실시간 처리를 위해 영상에서 경계 및 꼭지점과 같은 소수의 중요한 특징들에 대해서만 disparity를 추출
◆ 추출된 disparity를 바탕으로 disparity map을 구성 하고, 특징점까지의 거리 계산
(3) 장애물 탐지 및 회피
◆ 입력되는 영상으로부터 현재 움직이는 방향, 통행로 상의 소설점 및 통로 선 정보를 이용하여 이동 경로 상의 위험지역 (risk zone) 을 결정
◆ 위험지역 (risk zone)내의 고정된 장애물 또는 움직이는 장애물을 탐지
◆ 스테레오 영상으로 추출한 두 경계 영상의 차(disparity)를 이용하여 장애물까지의 거리를 계산함으로써 이를 적절히 피해나갈 수 있는 경로를 설정
- 제 2 세부과제 : 영상내의 문자 및 얼굴의 선별적 인식 기술 개발
(1) 얼굴 및 표정 인식
◆ 얼굴 인식
• 사람의 얼굴을 데이터베이스 내 미리 등록된 사람과 비교하여 인식 수행 입력되는 영상으로부터 얼굴 영역을 추출
• 추출된 얼굴 영상으로부터 특정 벡터를 구하고, 이를 사전 학습 과정을 통해 저장된 모델간의 거리를 구함으로써 열굴 영상을 인식
◆ 표정 인식
• 표정 인식을 위해 기쁨, 슬픔, 무표정 등의 얼굴 표정에 대해 여러 사람들로부터 얼굴영상 데이터베이스 구축
• 얼굴의 표정을 기쁨, 슬픔, 무표정 등으로 구별하여 대면한 사람과의 자연스럽고 원활한 상호 작용(인사 대화 등)을 가능하게 함
• 각 표정 별 얼굴 영상에 대해 PCAC주성분 분석)를 수행하여 얻어진 고유값과 고유벡터를 통하여 열굴 표정을 인식
(2) 문자열의 추출 및 인식
- 실외에서는 안내판과 간판, 건물 내에서는 각 방들의 호수와 문패를 인식하여 가고자 하는 목적지를 올바로 찾아가고 있는지, 목적지에 정확히 도착했는지 알 수 있게 하는 기능
◆ 문자열 추출
• 입력 영상에서 수평, 수직 경계 성분을 추출한 뒤 가장 경계 성분이 많은 부분을 찾아 문자열을 추출
• 잡영이나 왜독에 상관없이 일정하게 문자열을 추출할 수 있는 기술 개발
◆ 문자열 인식
• 보행자가 문을 바라보는 방향과 위치에 따라서 문패의 기울기 및 원근 상태가 달라지는데 추출된 수평 수직 경계 성분들을 이용하여, 이를 보정
• 다양한 색상과 글자체를 갖는 문자열을 인식할 수 있는 기술 개발
■ 연구 결과
◆ 보행에 필요한 개체 추출 기술 개발
• 문, 표지판 등의 개체 추출
• 보행자 전방의 장애물 추출
• 장애물의 위치와 거리 추출
• 소실점 추출을 이용한 보행 유도
◆ 장애물회피 경로 알고리즘 개발
◆ 사용자가 필요로 하는 정보 추출 및 인식
• 사람 얼굴 추출 및 인식
• 문자열의 추출 및 인식
◆ 종합적 정보를 통한 맵기반 자기 위치 파악

Abstract ▼

■ The Goal of Research and Development
Development of walking guidance system to the destination for the blind
◆ Aid of the blind' s indoor walking ability (self-walking)
◆ Recognition of indoor structures such as stairs, doors within 0.5 ~ 2.0 m
* Aid of supposing a passage structure an

■ The Goal of Research and Development
Development of walking guidance system to the destination for the blind
◆ Aid of the blind' s indoor walking ability (self-walking)
◆ Recognition of indoor structures such as stairs, doors within 0.5 ~ 2.0 m
* Aid of supposing a passage structure and a walking path
◆ Recognition of characters over 15x15 pixel size
◆ Identification of a person in Database within 3m distance
◆ Detection and avoidance of the front obstacle
◆ Leading to destination through grasping of self-position
■ Method of Research and Development
- The 1st Detail Subject of Research : Development of Technologies for Obstac1e Avoidance and walking Guidance Based on Image
(1) Passage Analysis
◆ Analysis of a passage to walk and to determine moving path
◆ Extraction of vertical and horizontal boundaries and comer points from input images
◆ Recognition of passages, doors and stairs by composing with detected feature lines from boundary extracted images
◆ Reconstruction of passage models using recognized passage information when it is first walk
◆ Reuse of the passage model information if it is familiar passage
(2) Distance Analysis using Disparity
◆ Estimation of distance using disparity from stereo image pair
◆ Extraction of disparity information with only important features such as boundaries and comer points for the real-time processing
◆ Construction of disparity map and calculation of distance between the current position and the feature points
(3) Detection and A voidance of Obstacle
◆ Determination of a risk zone on moving path using moving direction and vanishing points/lines
◆ Detection of fixed or moving obstacles in the risk zone
◆ Establishment of obstacle avoidable path by calculating a distance from the obstacle using the disparitv map
- The 2nd Detail Subject of Research : Development of technologies for Characters and Faces Recognition in images
(1) Recognition of Face and Facial Expression
◆ Face recognition
• Recognition of an input face by comparing with registered faces in database
• Extraction of face region from input image
• Recognition of face image by extracting feature vectors and calculating feature distances with learned face models in database
◆ Recognition of facial expression
• Construction of face image database using various facial expressions
• Aid of interaction with others by a facial expression of a facing person
• Recognition of facial expression by eigenvalue and eigenvector obtained by PCA process for each facial expression images
(2) Extraction and Recognition of Character Sequences
Informing ability if the system is guiding correctly, by recognition of room numbers, doorplates(in indoors), information of panels and signboards(in outdoors)
◆ Extraction of character sequences
• Extraction of vertical/horizontal boundary components and then detection of most boundary-like parts
• Extraction of character sequences by using noise and distortion independent technology
◆ Recognition of character sequences
• Compensation of a perspective distorted doorplate using it' s extracted horizontal and vertical boundaries
• Recognition of character sequences with various colors and fonts
■ The ResuIt of Research
◆ Development of object extraction technologies for walking guidance
• Extraction of Objects like doors, signboards
• Detection of forward obstacles
• Calculation of distance and position from obstacles
• Walking guidance using extraction of vanishing points
◆ Development of path algorithms for avoiding obstacles
◆ Extraction and recognition of necessary information
• Extraction and recognition of a face region of the faced person
• Extraction and recognition of character sequences
◆ Understanding of self-position based on the map by total information

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목 차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 5
• Project Summery ... 7
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 9
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 9
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 11
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 12
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 13
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 15
• 6. 첨부서류 ... 16
• 제 1 세부연구개발과제 연구결과 ... 17
• 1. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 18
• 2. 제 1 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 18
• 3. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 19
• 4. 제 1 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 27
• 5. 제 1 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 28
• 6. 제 1 세부연구개발과제의 활용계획 ... 29
• 7. 참고문헌 ... 29
• 제 2 세부연구개발과제 연구결과 ... 30
• 1. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 31
• 2. 제 2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 31
• 3. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 32
• 4. 제 2 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 38
• 5. 제 2 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 39
• 6. 제 2 세부연구개발과제의 활용계획 ... 40
• 7. 참고문헌 ... 40
• 끝페이지 ... 41