보고서 정보
주관연구기관 |
숙명여자대학교 산학협력단 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-04 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201600002696 |
과제고유번호 |
1711026548 |
사업명 |
방송통신융합미디어원천기술개발 |
DB 구축일자 |
2016-06-11
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키워드 |
보행자 인지.보행자 추적.소프트-바이오 인식.다중 객체 추적.상황인식.Pedestrian detection.Pedestrian tracking.Soft-biometrics.Multi-object tracking.Situational awareness.
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초록
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□ 연구의 목적 및 내용
● 연구 목적
- 다중 CCTV 및 환경 Big-data 기반의 환경변화에 강인한 실시간 다중객체인식/행동인지/군집상황지각 핵심 기술 및 시스템 개발
- 국내 TTA 및 ISO/IEC에 새로운 표준 제안 및 기존 표준 개정 활동 수행
- 1차년도
■ 환경인지 Big-data 및 오픈맵, context awareness 기반의 환경변화에 강인한 다중객체 추출과 검출 기술 개발
- 2차년도
■ 다중 카메라를 이용한 soft-biometrics기반의 보행자 검출 및 추적
□ 연구의 목적 및 내용
● 연구 목적
- 다중 CCTV 및 환경 Big-data 기반의 환경변화에 강인한 실시간 다중객체인식/행동인지/군집상황지각 핵심 기술 및 시스템 개발
- 국내 TTA 및 ISO/IEC에 새로운 표준 제안 및 기존 표준 개정 활동 수행
- 1차년도
■ 환경인지 Big-data 및 오픈맵, context awareness 기반의 환경변화에 강인한 다중객체 추출과 검출 기술 개발
- 2차년도
■ 다중 카메라를 이용한 soft-biometrics기반의 보행자 검출 및 추적
- 3차년도
■ 환경변화에 강인한 Big-data 기반의 실시간 객체인식/행동인지/군집상황지각 시스템 안정화, 고속화 및 평가
● 연구 내용
1차년도
- 하이브리드 방식의 카메라 캘리브레이션 및 환경 변화에 강인한 비디오 화질 개선
■ Argos : V-World 기반의 카메라 캘리브레이션 및 감시영역 계산프로그램
■ De-weathering 등 환경 변화에 강인한 비디오와 화질 개선
- 환경 변화에 강인한 객체 및 상황인식 기술을 위한 Augmented environment 빅데이터 구축 및 모델링
■ 환경 정보 크롤링 및 조도 예측 시스템
■ 환경 정보를 이용한 동적 배경 제거
■ 비디오 주석 생성 시스템 INHA-VAS (Video Annotation System)
■ 납치 상황 인식기
- 보행자 중심의 상황인식 미들웨어 연구
■ 보행자 중심의 상황인지를 통한 비정상 행위 추적 모델
■ Kalman Filter를 적용한 비정상 행위 추적 모델 설계
2차년도
- Open Personnel 빅데이터 기반 얼굴인식
■ Facebook 이미지 데이터셋 구축 및 이 데이터 셋을 이용한 성별 분류기 개발
- 증강환경모델 기반 탐색공간 제어 기술
■ 다중 카메라 보정 기술을 이용한 동시 다중 비디오 주석 생성 도구 개발
- 빅데이터 기반의 동적 배경 제거
■ ViBE(Visual Background Extractor)와 Chromaticity 접근법을 이용한 동적 그림자의 효과적인 제거방법 제안
■ 태양의 밝기에 따라 변하는 그림자 선명도 예측 모델을 이용한 동적 그림자 제거 기술 개발
- 다중특징벡터 기반 다중객체 분류
■ Random forest 기반의 보행자 검출 알고리즘 개발
- Soft-biometrics 기반 보행자 인식
■ 보행자를 이용한 간단한 Calibration 방법 및 키 측정방법 개발
- 개별 객체의 행동 분류 및 인식
■ 새로운 Histogram of Changing Points (HCP) 기반의 Standing, Walking, Texting, Smoking, Runing 등 행동 인식기 개발
- 다중 객체 모션 및 궤적 추정
■ 두 객체 간의 모션 인지 모델 연구
■ 객체 추적을 통한 행위 예측 모델 연구
- 인지 기반 비정상 행위 인식
■ 멀티-카메라 연동 객체 비정상 행위 인지 모델 연구
■ 객체 간의 비정상 행위 예측 모델 연구
- 다중객체 인지∙추적 및 비정상 행위 인식 통합
■ 다중 센싱 정보와 객체 행위의 연속성 기반 비정상 행위 인식 연구
■ 연속성 객체 간의 비정상 행위 예측 알고리즘
- 성능평가 DB 및 개발 시스템의 시험 평가
■ 비디오 주석 생성 시스템 INHA-VAS의 효율적인 주석 생성 기술을 개발하여 성능평가에 필요한 비디오 주석 DB를 구축
■ 새로운 이벤트 평가지수 Multiple Event Detection Precision (MEDP), Multiple Event Detection Accuracy(MEDA) 정의
■ 객체 및 이벤트 평가 도구 INHA-PET(INHA-Performance Evaluation Tool) 개발
- 국내∙국제 표준 제안
■ IS 국제표준 NWI 채택 및 에디터 선정, 표준명: ISO/IEC JTC1/SC37 30137-2 Use of biometrics in video surveillance systems
– Part2: Performance testing and reporting, 2014.01.13.
■ ISO 국제 표준 에디터 활동, IS 국제표준 1st WD 제출, 2014.07.07
■ ISO 국제 표준 에디터 활동, IS 국제표준 2nd WD 제출, 2015.01.12.
■ 한국 정보통신기술협회 국내표준 기고, 2014.02.03
- 사업화
■ 보행자 추적, 행위인식 및 Soft biometrics 등 기술 상용화 가능성 검토
■ 통합 시스템 시제품 개발, 모듈별 상용화
3차년도
- 병렬 빅데이터 처리 시스템 고속화
■ GPU 기반 보행자 인식 고속화
■ 멀티 CNN을 기반의 실시간 계층 구조 행동인식
- 빅데이터 활용 성능평가 환경 구축
■ 실시간 객체 및 이벤트 인식 정확도 성능평가 도구 개발
- 행위 인지 군집상황 지각 기술
■ 비정상 행위 패턴에 대한 DB 구축 모델 연구
■ 비정상 행위 추적을 위한 예측 모델 및 기법 연구
■ 다중 CCTV 연동 기반 비정상 행동 검출모델
■ 개별 객체의 비정상 행위 인지 기법 연구
■ 비정상 행위 분류 모델 및 기법 연구
■ 데이터 정의 및 상관관계 분석 연구
■ Flexible Multi-level Regression 모델 연구
■ 시나리오 적용
■ 인지된 다중 객체의 비정상 행동에 대한 Decision-Making 알고리즘 연구
- 빅데이터 활용을 위한 성능평가항목 도출
■ 실시간 객체 및 이벤트 인식 성능평가 지수
- 빅데이터 활용 군집상황 지각기술 시험평가 수행
■ 상호 행동 인식 방법 연구
■ Foreground 추출 방법 연구
■ 객체 감지 및 행동 추정 방법 연구
■ 특징 추출, 분류 방법 연구 및 시험 평가
- 최종 통합시스템 구축
■ Nonlinear regression 방법을 적용한 보행자 키 측정
■ 비동기 멀티 스래드 기술
- 시범 서비스 시스템 구축
■ 인하대학교 하이테크 센터 CCTV 구축
- 국내 표준화 활동
■ 지능형 CCTV의 성능 평가용 주석 데이터 교환 포맷
- 국제 표준화 활동
■ IS 국제표준 3rd WD 제출, 2015.07.28.
■ IS 국제표준 4rd WD 제출, 2016.02.23
- 사업화
■ (주)비젼인을 통한 개발기술 사업화
□ 연구개발성과
● 대표 논문 성과
■ H. Thien, et al., Traffic Behavior Recognition using the Pachinko Allocation Model, Sensors, 2015, 15(7), 16040~16059 (IF: 2.245)
■ S. Kong, et al., Fast Fire Flame Detection in Surveillance in Surveillance Video using Logistic Regression and Temporal Smoothing, 2016, 79(), 37~43 (IF: 0.957)
■ S. Li, et al., A Simplified Nonlinear Regression Method for Human Height Estimation in Video Surveillance, EURASIP Journal on Image and Video Processing, 2015, (32), 1~9 (IF: 0.736)
● 표준화 성과
- 국제 표준화
■ International Standard 국제표준 New Work Item 채택 및 에디터 선정 (김학일), 2014.01.13.
■ IS 국제표준 1st Working Draft 제출, 2014.07.07.
■ IS 국제표준 2nd Working Draft 제출, 2015.01.12.
■ IS 국제표준 3rd Working Draft 제출, 2015.07.28.
■ IS 국제표준 4th Working Draft 제출, 2016.01.
- 국내 표준화
■ 얼굴 인식을 위한 영상 획득 방법에 대한 지침 표준 제정, TTA.KO-12.0096/R1 (김학일), 2013.12.18.
■ 지능형 CCTV의 비디오 품질 측정 방법 표준 제정, TTA.KO-12.0239 (김학일), 2013.12.18.
■ 비디오 주석 데이터를 상호 교환하기 위한 주석 데이터 포맷 교환 표준 제정, TTAK.KO-12.0291 (김유성), 2015.12.16.
● Software 등록
- (등록번호: C-2013-022124) 비디오 동영상으로부터의 납치 상황 인식 프로그램
- (등록번호: C-2015-020007) 다중 카메라의 공간 동기화를 통한 다중 비디오 주석 동시 생성시스템
- (등록예정) 지능형 감시 카메라의 객체 및 이벤트 인식 모듈의 실시간 성능 평가 시스템
● 사업화 성과
- Soft Biometrics 기술 사업화
- 영상 화재 감지기 사업화
- 제품 성능 테스트 및 인증
- 홍보 활동
● Software 성과
- Soft Biometric 기반 사람인식 시스템
- 카메라 캘리브레이션 툴 및 모듈
- 고속 보행자 검출 모듈
- 보행자 행동 인식 모듈
- GPGPU 및 OpenCL 등 오픈된 기술을 활용한 병렬 빅데이터 처리 알고리즘
- 개별 객체의 비정상 행위 인지를 위한 Behavior Cognitive 알고리즘
- 객체의 연속성에 따른 패턴 인지 및 비정상 행위 결정 알고리즘
- SNS 빅데이터를 이용하는 보행자 성별 인식기
- 환경 빅데이터 기반 객체인식의 정확률 증진 기법
- 지능형 CCTV의 객체 및 이벤트 인식 성능평가 시스템
● 공공 DB
- ICVL (Inha Computer Vision Lab) action dataset
- ICVL pedestrian dataset
- ICVL height measurement dataset
- ICVL re-identification dataset
□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
● 출입통제시스템
- 제안한 Soft Biometrics 시스템을 출입통제시스템과 통합하여 통제구역 안의 인원의 신원을 실시간으로 확인하고 침입자를 검출할 수 있어 기존 시스템의 보안성을 한 단계 업그레이드 시킬 수 있음
● 포렌식시스템
- 특정 범죄자의 키, 옷 컬러 등 정보를 제공하면 빠른 속도로 모든 비디오에서 검색하여 후보자를 검출할 수 있는 기능은 범죄 수사의 효율을 크게 높일 수 있음
● 지능형 영상분석 기술
- 본 과제를 통한 지능형 영상분석 기술을 사용하면 한 사람이 다수의 CCTV를 감시할 수 있으며, 사고를 사전에 예방하고 사고가 발생할 경우에는 신속하게 인지하여 대응함으로써 경찰청 관재실 등에 적용 가능
- 지능형 영상감시 시스템의 시험 및 성능평가 관련 기술은 각종 시제품 평가인증에 활용
- 사람의 행동을 인식하여 개념적인 이벤트(폭력, 납치 등)를 탐지하기 위한 방향으로의 연구가 진행될 것으로 기대됨
● 상용화
- 요소기술 및 핵심기술들은 국내외 지능형 영상감시 관련 기업에서 상용화 및 교내 벤처기업에서 사업화
Abstract
▼
□ Results
● Representative papers
■ H. Thien, et al., Traffic Behavior Recognition using the Pachinko Allocation Model, Sensors, 2015, 15(7), 16040~16059 (IF: 2.245)
■ S. Kong, et al., Fast Fire Flame Detection in Surveillance in Surveillance Video using Logistic Regression and Temporal Smo
□ Results
● Representative papers
■ H. Thien, et al., Traffic Behavior Recognition using the Pachinko Allocation Model, Sensors, 2015, 15(7), 16040~16059 (IF: 2.245)
■ S. Kong, et al., Fast Fire Flame Detection in Surveillance in Surveillance Video using Logistic Regression and Temporal Smoothing, 2016, 79(), 37~43 (IF: 0.957)
■ S. Li, et al., A Simplified Nonlinear Regression Method for Human Height Estimation in Video Surveillance, EURASIP Journal on Image and Video Processing, 2015, (32), 1~9 (IF: 0.736)
● Standardizations
- International standardization
■ International Standard, New Work Item adoption and Hakil Kim was selected as an editor, Standard Name: ISO/IEC JTC1/SC37 30137-2 Use of biometrics in video surveillance systems Part2: – Performance testing and reporting, 2014.01.13.
■ ISO activity of international standard editor, submitted IS 1st Working Draft, 2014.07.07.
■ ISO activity of international standard editor, submitted 2nd Working Draft, 2015.01.12.
■ ISO activity of international standard editor, submitted 3rd Working Draft, 2015.07.28.
■ ISO activity of international standard editior, submitted 4th Working Draft, 2016.02.23.
- Domestic standardization
■ Telecommunications Technology Association(TTA) Standard, Standard Name: Guideline about the image acquisition method for face recognition (Hakil Kim), 2013.12.18.
■ Telecommunications Technology Association(TTA) Standard, Standard Name: Video quality measurements of intelligent CCTV (Hakil Kim), 2013.12.18.
■ Telecommunications Technology Association(TTA) Standard, Standard Name: Annotation data exchange format for performance evaluation of intelligent CCTV (Yoo-Sung Kim), 2015.12.16.
● Software registration
- (Registration number: C-2013-022124) Video kidnapping situation detection program
- (Registration number : C-2015-020007) Multi-videos annotation generating system using multiple cameras space synchronization
- (Under registration) Real-time performance evaluation system of object and event detection in intelligent surveillance camera
● Commercialization
- Soft Biometrics technology commercialization
- Vision Fire Detector (VFD) commercialization
- Product performance testing and certification
- Public relations fir Visionin corporation
● Software
- Human re-identification system using Soft Biometric
- Camera calibration tool and module
- High-speed pedestrian detection module
- Human action recognition module
- Parallel big-data processing algorithm using GPGPU and OpenCL
- Behavior cognitive algorithm for single object abnormal behavior recognition
- Pattern recognition of object continuity and abnormal behavior decision algorithm
- Pedestrian gender classifier using big-data
- Method of accuracy improvement for object detection using environment big-data
- Performance evaluation system for object and event detection in intelligent CCTV
● Public database
- ICVL (Inha Computer Vision Lab) action dataset
- ICVL pedestrian dataset
- ICVL height measurement dataset
- ICVL re-identification dataset
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 연구개발사업 주요 연구성과 ... 4
- 국문 요약문 ... 5
- 영문 요약문 ... 11
- 목차 ... 17
- 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 18
- 가. 연구개발 목적 ... 18
- 나. 연구개발의 필요성 ... 18
- 다. 연구개발 범위 ... 18
- 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 19
- 가. 국내 기술 개발 현황 ... 19
- 나. 국외 기술 개발 현황 ... 23
- 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 27
- 가. 연구 수행 내용 ... 27
- 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 88
- 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 95
- 가. 환경 빅데이터를 이용한 . 조도 예측 모델 및 동적 그림자 제거 모델 개발 ... 95
- 나. 지능형 비디오 감시 시스템을 위한 지상 실측 데이터 생성 도구 ... 95
- 다. 지능형 비디오 감시를 위한 상황 인식 모델 및 인식기 개발 ... 95
- 라. Facebook의 얼굴 사진을 활용한 가중치 투표기반 Bagging 성별 분류 방법 ... 95
- 마. 지능형 영상 감시 시스템의 . 실시간 객체 및 이벤트 인식 성능평가 시스템 ... 96
- 바. 감시 서비스 미들웨어 (ISM) 활용 ... 96
- 사. 연속적 지역에 따른 행동 패턴 예측 활용 ... 96
- 아. 관절 모델링을 통한 상호 행동 인식 활용 ... 96
- 자. Soft Biometric 기반 사람인식 시스템 ... 97
- 차. 실시간 실내외 화재 감시 시스템 ... 97
- 카. 실시한 사람 행동 인식 ... 97
- 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 98
- 가. 비디오 주석 생성 툴 ... 98
- 나. 지능형 영상 감시 시스템 성능평가 ... 100
- 다. 그림자 인식 알고리즘 ... 101
- 라. 기본동작 인식에 의한 의심행동 검지 시스템 ... 102
- 마. 잠재적 . 포즈와 정지 영상에서의 사람 동작 인식 시스템 ... 104
- 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 106
- 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 107
- 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 108
- 가. 점검 목적 ... 108
- 나. 안전점검기간 ... 108
- 다. 점검 대상 ... 108
- 라. 연구실 수 ... 108
- 마. 안전점검 내용-이해 ... 108
- 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 110
- 제11장. 기타 사항 ... 111
- 제12장. 참고 문헌 ... 112
- 끝페이지 ... 115
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