초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 기하학적 방법론의 종합체인 동영상기반 3차원 환경 모델 구축 알고리즘을 기반으로 하고 딥러닝을 포함한 기계학습 방법에서 얻어지는 물체의 종류나 영역 구분 등 의미론적 정보를 종합하여 기존의 수준을 넘어서는 종합적인 3차원 장면 이해(scene understanding)가 가능한 알고리즘을 개발하고자한다. 본 연구진은 지금까지 특징점과 직선기반의 visual SLAM (simultaneous localization and mapping), 스테레오 이미지 정합 알고리즘, 딥러닝 기반 물체 추척 및 얼굴

□ 연구개요
본 연구에서는 기하학적 방법론의 종합체인 동영상기반 3차원 환경 모델 구축 알고리즘을 기반으로 하고 딥러닝을 포함한 기계학습 방법에서 얻어지는 물체의 종류나 영역 구분 등 의미론적 정보를 종합하여 기존의 수준을 넘어서는 종합적인 3차원 장면 이해(scene understanding)가 가능한 알고리즘을 개발하고자한다. 본 연구진은 지금까지 특징점과 직선기반의 visual SLAM (simultaneous localization and mapping), 스테레오 이미지 정합 알고리즘, 딥러닝 기반 물체 추척 및 얼굴 인식 기술, 다중 물체 추적기술, 확률모델 기반 동영상 전경/배경 구분 기술 등의 관련 연구를 충실하게 진행해 왔으며 이를 기반으로 본 연구과제에서는 3D modeling, semantic scene und erstanding, dynamic object segmentation의 세 가지 방향에서 연구를 진행하여 최종적으로 이를 통합하는 알고리즘을 도출하는 방향으로 연구를 진행한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통하여 지금까지의 특징점과 직선 기반의 visual SLAM 기술에서 나아가 영상내 모든 영역에 대한 조밀한 3차원 환경지도 구축 알고리즘을 성공적으로 개발하였고, 연구 결과를 바탕으로 논문을 투고하여 ICRA, ECCV, ICCV 등의 국제 저명 학술대회에서 발표하는 성과를 이루었다. 또한, 정적 이미지 분할에 사용되는 기존의 딥러닝 기술에 시간적 정보와 물체 추적 기술을 결합하여 동영상 내에서 동적 물체의 경계를 픽셀 수준으로 예측하는 물체 추적 알고리즘을 개발하였다. 동영상 기반 영상 분할 기술은 현재 시점뿐만 아니라 인접한 시점의 영상 정보를 동시에 활용함으로써 물체의 외양 변화가 극심하더라도 강건하게 검출 및 분할을 수행할 수 있다. 최종적으로 영상을 통해 취득한 영상 내의 3차원 거리 정보와 영상 내 검출된 동적 물체 의미 정보를 통합하여, 동영상의 매 시점마다 물체의 영상 및 거리 정보를 바탕으로 3차원 객체 검출을 수행하는 신경망을 개발하였고, 분할된 정적 영역에 대한 3차원 환경지도를 바탕으로 이동체의 최적 경로 검색을 수행하는 알고리즘을 성공적으로 개발하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
2차원 영상에서 3차원 정보를 추정하는 문제에 대해서는 아직 기계학습 기반 방법론이 기존의 기하학을 기반으로 한 알고리즘의 성능에 미치지 못하고 있다. 컴퓨터 비전 연구는 크게 수십년간 축적된 기하학 기반 3차원 구축 알고리즘과 최근의 기계 학습 기반 인식, 검출 등의 두가지 영역으로 나뉘어져 있으며, 이 둘을 아우르는 융합 연구는 세계적으로도 아직까지 활발하게 시도되고 있지 않다. 본 연구를 통해 도출된 동영상의 3차원적이고 의미론적인 이해는, 각각의 영역에서 강점을 나타내는 두 패러다임을 효과적으로 융합할 수 있는 좋은 예제가 될 수 있다고 생각하며, 결과로 도출된 융합 알고리즘은 매우 의미 있는 학문적인 성과가 될 것으로 기대한다.
또한, 학문적 의미뿐만 아니라 자율주행 무인 자동차, 드론이나 로봇을 이용한 택배 등 실제 산업적인 활용도도 매우 높을 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성 및 연구 동향 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 33