초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
악천후 (눈, 비 등), 광원의 유무 및 인공적인 방법에 의한 품질 저하 영상에서의 이상 행동을 탐지하기 위해 딥러닝 모델을 개발하고 이를 학습하기 위한 데이터셋 구축.
저품질 영상의 품질을 향상시키는 심층 생성 모델 개발.
엣지 디바이스(NVIDIA Jetson Xavier NX, Neural Compute Stick 2등)에서 구동 가능한 이상 행동 탐지 딥러닝 모델 개발 및 실시간 이상 탐지 기기 시제품 개발.
영상 품질 향상을 위한 심층 생성 모델 기술 개발

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
악천후 (눈, 비 등), 광원의 유무 및 인공적인 방법에 의한 품질 저하 영상에서의 이상 행동을 탐지하기 위해 딥러닝 모델을 개발하고 이를 학습하기 위한 데이터셋 구축.
저품질 영상의 품질을 향상시키는 심층 생성 모델 개발.
엣지 디바이스(NVIDIA Jetson Xavier NX, Neural Compute Stick 2등)에서 구동 가능한 이상 행동 탐지 딥러닝 모델 개발 및 실시간 이상 탐지 기기 시제품 개발.
영상 품질 향상을 위한 심층 생성 모델 기술 개발.

○ 전체 내용
1. 영상 품질 저하 조건 하에서 촬영된 이상 행동 탐지를 위한 저품질 데이터셋 구축.
2. 저품질 데이터셋 하에서의 이상 행동 탐지 모델 개발.
3. 영상 품질 향상을 위한 심층 생성 모델 개발.
4. 엣지 디바이스에 모델 배포를 위한 경량화 기법 연구.
5. 엣지 디바이스에 이상 행동 탐지 모델을 배포한 시제품 개발.

□ 연구개발성과
1. 저품질 이상 행동 탐지 데이터셋 생성.
● 흙먼지, 강우, 강설 등 악천후로 인한 성능 저하 요소가 적어도 한 가지 포함된 영상 70개를 촬영함.
● 광원의 부족 또는 과다로 인한 객체의 가시성이 떨어지는 환경에서 촬영된 영상 30개를 촬영함.
● 심층 생성 모델로 비, 눈, 밤 등 품질이 저하된 영상 50개를 촬영함.
● 과도한 JPEG Compression으로 인해 품질이 저하된 영상 20개를 촬영함.
● Blurring 및 비식별화 등 영상처리 기법으로 인해 품질이 저하된 영상 30개를 촬영함.

2. 이상 행동 탐지 시점 및 쓰러진 장소 추론 기법을 오픈 소스를 통해 배포.
YOLO를 기반으로 하는 이상 행동 탐지 코드를 Github을 통해 공개함.
(https://github.com/rlawjdghek/AGC_final)

3. 영상 품질 향상을 위한 심층 생성 모델을 개발.
● 비, 눈, 야간 등 일반적인 영상처리 기법으로 획득하기 어려운 품질 저하 이미지를 생성모델을 통해 생성함.

4. 지식 증류 기법을 이용하여 기존 탐지 성능을 유지하며 탐지 모델을 경량화.
● CCTV등 감시목적의 탐지 모델은 그것의 탐지 환경이 일반적인 객체탐지 데이터셋과 비교하여 탐지하고자 하는 객체가 전체 이미지에 비해 매우 작음.
● 이에따라 지식증류 기법을 이용하여 선생 모델의 출력에서 배경과 같은 상대적으로 덜 중요한 부분을 최대한 배제함으로써 효율성을 증대시킴.

5. 엣지 디바이스에 탑재된 모델의 성능 평가.
● 컴퓨팅 자원이 제한된 CCTV등의 엣지 디바이스에서 탐지를 수행할 수 있도록 경량화된 모델을 엣지 디바이스에 탑재 후 성능을 평가함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
<활용 계획＞
1. 이상행동 탐지
2. 재난 상황 경보 및 감시
3. 국가 안보 강화 시스템
4. 빠른 응급 상황 대처
5. 악조건 속 교통 상황 중계 시스템

<기대 효과>
1. 엣지 디바이스에 탑재 가능한 모델을 개발하여 카메라만을 이용하여 이상 행동 여부 판단.
2. 일반화 성능을 개선하여, 범용성 향상.
3. 다양한 환경 및 품질의 영상 데이터를 생성함으로서 이상 행동 탐지 분야 연구 생태계 활성화.
4. CCTV 영상 감시 인력 고용에 따른 발생 비용 절감 및 24시간 감시 체제를 통한 효과적인 치안 유지 및 안정, 응급 상황 대처 효율성 증대.
5. IoT 기술에 접목된 이상 행동 탐지 모델을 활용함으로서 과련 시장에서의 경쟁력 확보.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 가. 연구개발 목적 ... 7
• 나. 연구 개발의 필요성 ... 7
• 다. 연구 개발 범위 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 가. 저품질 데이터셋 제작 ... 8
• 나. 영항 품질 저하 상황에서의 이상행동 탐지 성능 향상 연구 ... 12
• 다. 영상 품질 향상을 위한 심층 생성 모델 기술 개발 ... 14
• 라. 모델 경량화 기법 연구 ... 15
• 마. 엣지 디바이스 상에서의 시제품 ... 21
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 22
• 가. 연구수행 결과 ... 22
• 나. 목표 달성 수준 ... 33
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 34
• 1) 목표 미달 또는 미흡한 연구결과에 대한 원인(사유) 자체분석 내용 ... 34
• 2) 미달 또는 미흡한 결과물에 대한 보완 활동 ... 34
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 34
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 35
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 35
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 36
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 36
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 37
• 4) 기타 ... 37
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 37
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 38
• 끝페이지 ... 39