?? ??? ?? ?? ?? ?? ?? ? ?? ?? ??? ?? ?? ??? ?? ?? ???? ?? ??? Dsi ?? by oWEP44

VIEWS: 0 PAGES: 24

									                                  컴퓨터 비전 기술


         참고
         -입체영상 특성 및 응용, 2008.12
         -모션 캡처 기술 동향, 2007.8
         -컴퓨터 비전 : 30년과 그 미래, KIST
         -휴먼인터페이스의 시각기술 동향, 전자부품연구원, 2002, 1




WONKWANG UNIVERSITY                            1
Division of Computer Engineering, 2011.1학기
목차

   컴퓨터 비전의 정의
   컴퓨터 비전 응용분야
   유사분야와 관계
   패턴인식
   컴퓨터 비전 시스템
   컴퓨터 비전 처리과정
   컴퓨터 비전 기술 사례
   결론




    WONKWANG UNIVERSITY                          2
    Division of Computer Engineering, 2011.1학기
Vision ?

                                     -인간의 생존과 지적 활동에 가장 중요한 기능
                                        -뇌 정보처리기능 중 가장 중요한 기능
 시각의 중요성                               (60%이상)   To see is to believe !




                                     -지능 시스템의 가장 중요한 인식 및 정보 입력수단
                                      (인공안구, 로봇시각, 자동화 시스템, HCI, 보안,
                                                   VR)




                                Machine, Robot, Medicine Vision

  WONKWANG UNIVERSITY                                                     3
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 정의

 카메라를 통한 3차원 세계의 2차원적 투영인 영상으로부터 컴퓨터
  를 이용하여 유용한 정보를 찾아내는 분야
   카메라, 스캐너 등으로 입력된 영상 정보를 컴퓨터를 통해 분석하고 그 대상물
    을 인식함으로써 인공적인 시각을 구현
 인간은 외부의 정보를 오감을 통하여 입력 받음, 그 중 시각을 통하
  여 90% 의 정보를 인지
   인간의 시각 능력을 컴퓨터가 갖도록 하는 분야.
 응용 분야
   의학, 로보트, 위성, 군사 등 실세계의 모든 분야에서 사용




  WONKWANG UNIVERSITY                          4
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 응용 분야

 보안 군사분야
                                               적 장비 식별




 문자 인식




  WONKWANG UNIVERSITY                                    5
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 응용 분야

 생체 인식분야




 WONKWANG UNIVERSITY                          6
 Division of Computer Engineering, 2011.1학기
유사 분야와의 관계


           분야                                 입력       출력


        영상처리                                  영상       영상


        패턴인식                             패턴(특징)     분류(class)


      컴퓨터 비젼                                  영상    의미(symbol)


     컴퓨터 그래픽                           의미(symbol)      영상




 WONKWANG UNIVERSITY                                             7
 Division of Computer Engineering, 2011.1학기
유사 분야와의 관계

 영상처리(Image Processing)
   어떤 화상을 다른 화상으로 바꾸는 기술.
   화상 개선, 화상 압축, 희미하거나 초점이 안 맞는 사진의 수정
 패턴인식(Pattern Recognition)
   통계적, 구문적 기술을 사용하여 수치나 상징으로 된 자료를 분류하는
    것.
   패턴인식 기술이 컴퓨터 시각에서의 객체 인식에 중요한 역할.
 컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics)
   화상의 생성
   선, 원, 무형식의 표면과 같은 기하학적 근본으로부터 화상을 합성.
   시각화, 가상 현실 등에서 중요한 역할
   컴퓨터 시각과는 반대 개념.



  WONKWANG UNIVERSITY                          8
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
패턴 인식

 체중과 키를 이용한 남자, 여자 구분 문제                          패턴 공간

                                               키




             남자 여자 패턴 인식기

   특징으로 체중과 키 정보만을 사용하여
    남자와 여자를 구분하는 경우특징공간에               체중
    특징(체중, 키)을 이용하여 각 개인을 한 점으로 표현
   여자는 왼쪽 하단 부분에 몰리게 되고 남자는 오른쪽 상단 부분에 표현
   패턴 인식기는 이들 두 부류를 구분하는 판별 함수를 구성하고 입력되
    는 개인의 특징을 이용하여 남자와 여자를 구분한다.
   이와 같이 패턴 인식기는 통계적 기술을 사용하여 입력되는 물체의 특
    징을 기반으로 물체를 분류한다.
   이때 특징은 각 개인의 체중과 키로서 2차원이다.
  WONKWANG UNIVERSITY                                      9
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
패턴 인식

 색과 크기를 이용한 과일(수박, 사과, 배) 구분 문제
   특징으로 색과 크기를 사용하여 수박, 사과, 배를 구분하는 경우 특징공간에
   특징을 이용하여 각 과일을 한 점으로 표현
   패턴 인식기는 이들 부류를 구분하는 판별 함수를 구성하고 입력되는 과일의
    특징을 이용하여 과일을 구분

                                                   패턴 공간

                                               색




                                                           크기




  WONKWANG UNIVERSITY                                           10
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비젼 시스템

 과일 분류기(Fruit Classifier)
    과일 분류 시스템으로 과일이 컨베이어 벨트(convey belt)를 통하여 입력되고
     CCD 카메라에 의하여 과일의 영상이 컴퓨터로 입력되면 영상에서 과일의 색
     과 크기를 추출하고 이들 특징을 이용하여 각 과일의 박스로 분류.
    이 과정에서 특징을 이용하여 과일을 분류하는 과정은 패턴인식 과정이며 과일
     에서 필요한 특징인 색과 크기를 추출하는 과정에서 영상 처리 및 컴퓨터 비젼
     기법이 사용




   WONKWANG UNIVERSITY                           11
   Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비젼 시스템

 어류 분류기




  WONKWANG UNIVERSITY                          12
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비젼 처리 과정




  1) 입력
       물체의 영상이 CCD 카메라 혹은 스캐너를 통하여 입력된다.
       일반적으로 2차원 물체를 처리하는 경우 카메라는 1대가 사용되지만 입체시
        (stereo vision)을 처리하는 경우 3차원 정보를 얻기 위하여 2대의 카메라를 사용
        한다.
  2) 영상처리
       실세계의 영상은 많은 잡음을 포함하기도 하기 때문에 잡음을 없애거나 특징을 추
        출하기 쉬운 상태로 영상 화질을 개선시킬 필요가 있다.


 WONKWANG UNIVERSITY                                      13
 Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비젼 처리 과정

  3) 특징 추출
       응용 분야에 따라 에지(edge)나 영역 정보를 추출한다.
       영상에서 직접 특징을 추출하거나 영상을 특징을 추출하기 쉬운 상태로 변환하여
        특징을 추출한다
  4) 인식
       인식 결과로 영상의 의미를 출력한다.
       패턴인식 기법이나 여러 가지 컴퓨터 비젼 기법을 사용하여 특징을 기반으로 영상
        에 있는 물체의 형태를 파악한다.
       물체의 의미를 파악하기 위하여 인공지능 기법이 사용되기도 한다.
       물체를 인식하는 과정에서는 물체의 특징뿐만 아니라 물체에 대해 사람이 알고 있
        는 지식이 필요
       하늘, 숲, 도로로 구성된 영상을 인식하는 경우 하늘은 위에, 도로와 숲은 아래에
        존재
       이들 사실과 부합하는 인식결과는 수용하고 부합되지 않는 결과는 버림
       인공 지능(Artificial Intelligence, AI) 기법을 사용하여 인간이 물체에 대해 갖고 있
        는 지식(속성, 상호 관계)을 표현하고 이를 이용하여 물체 인식에 이용



 WONKWANG UNIVERSITY                                             14
 Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 얼굴 검출 및 얼굴 인식
   카메라 적용 기술
        실시간 얼굴 검출 알고리즘 연구




   닌텐도 Dsi
        얼굴인식 및 패턴 : 닮은 꼴




  WONKWANG UNIVERSITY                          15
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 헤드 트래커                                       사용자의 머리 움직임을
                                               포착하여 머리의 위치 및
                                               자세 정보를 획득하는
                                               장비로써 시각 및 청각
                                               등의 정보와 연계하여
                                               군사, 의학, 게임 분야 등
                                               다방면에 활용되고 있다.

                                               선진국의 경우 전투기의
                                               대항 능력 및 생존성
                                               향상을 위하여 활발한
                                               연구를 진행하고 있으며,
                                               차세대 전투기 개발에
                                               있어서 매우 중요한 항공
                                               전자 장비이다.


  WONKWANG UNIVERSITY                                            16
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 아이 트래커
                                               사람의 행동을 추적하는
                                               기술 중 안구의 위치와
                                               안구의 주시 방향을
                                               추적하는 기술로써 현재
                                               심리 분석, 가상
                                               시뮬레이션 및 컴퓨터
                                               입력 장치 등의 다방면에
                                               활용되고 있다.
                                               이 연구에서는 비전 센서
                                               기반으로 보다 안정적이고
                                               정확한 동공의 위치를
                                               추적 할 수 있는
                                               “아이 트랙커” 시스템 설계
                                               기술에 대한 연구를 한다.



  WONKWANG UNIVERSITY                                            17
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 모션 인식 기술
                                              마그네틱이나 광학 마커를
                                              이용하여 움직임을 추적
                                              하는 방식으로 현재 3D 게
                                              임이나 애니메이션에 주로
                                              사용되고 있음.

                                              항공기의 관성 센서인 자
                                              이로스코프의 응용으로
                                              X,Y,Z축을 알 수 있는 센
                                              서를 이용하여 움직임, 자
                                              세를 추적하는 기술로 최
                                              근에는 게임분야와 영상
                                              장비에 사용되고 있음




 WONKWANG UNIVERSITY                                             18
 Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 3D 디스플레이 기술




          기존 디스플레이 (2D/스크린 위 영상)               컴퓨터그래픽스/3D 랜더링 (2D/스크린 위 영상)




          스테레오 디스플레이 (2.5D/스크린 위 영상)               Real 3D 디스플레이 (3D/공간 투영영상)
  WONKWANG UNIVERSITY                                                           19
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 로봇 시각화 기술
                                  •물체 또는 사람의 인식, 범주 물체의 인식
                                  : Stereo vision 또는 3D camera 등을 이용하여 개별의 물체인식,
                                  사람의 얼굴인식 및 물체의 범주 파악, 영상 맥락(scene context)을
                                  인식하는 기술을 포함
                                  •위치 인식을 통한 주행경로의 설정(Simultaneous Localization And
                                  Mapping, SLAM)
                                  : 로봇이 센서를 이용하여 자신의 위치를 추적하는 동안 미지의
                                  주변 지역에 대한 지도를 제작하는 기술로 레이저 스캐너와 주행거리계
                                   등을 이용한다.
                                  •2차원 시각정보를 이용하여 3차원 공간 정보로 재현
                                  : Stereo vision 또는 3D camera에 의해 입력된 영상정보와 시차정보,
                                  카메라의 내부 변환 관계를 이용하여 깊이 정보를 도출하여 3차원
                                  공간정보로 재현하는 기술.
                                  •경로추적(Tracking) 기술
                                  : 초음파센서, 카메라 등을 이용하여 주변 환경 및 자기 위치를 인식한 후
                                  이동경로를 확보하고, SLAM을 통해 형성된 공간정보를 따라
                                  장애물회피 등을 통한 안정적인 경로를 탐색, 추적하는 기술




  WONKWANG UNIVERSITY                                                          20
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례
 모션 캡춰 기술                                     카메라 및 센서 이용한 이모션 캡처 기술 적용




 기계식 모션 캡처 시스템 센서를 이용한 모션 캡처




  WONKWANG UNIVERSITY                                                      21
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 의료 기기에 적용




      CT, MR, 3차원 의료영상 시스템




                                               3차원 의료영상 가시화




            CT, MR, 3차원 의료영상

  WONKWANG UNIVERSITY                                         22
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
컴퓨터 비전 기술 사례

 차선이탈 경보·방지시스템 기술 자동차의 안전한 달리기 지원
   사이드 미러에 카메라 달아 차와 차선의 역학관계 응용
 적용 산업체
   벤츠, 닛산, 미쓰비시 등의 메이커는 컴퓨터 비전 기술을 이용한 차선이탈 경보
    기를 옵션 품목으로 차에 달아 판매
   미국의 아이테리스(Iteris)와 어시스트웨어(Assistware), 우리나라의 비클테크
    (VehicleTech), 센싱테크(Sensingtech) 등의 업체에서도 제품을 출시




  WONKWANG UNIVERSITY                              23
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기
결론

 컴퓨터 비전 기술
   방송, 의학, 교육, 디지털 콘텐츠, 영상산업, 자동차 등 다양한 분야에 적용
   최근 로봇 및 산업 현장의 머신 비전 그리고 의학기기
 컴퓨터 비전 기술과 그래픽 기술의 접목
   혼합현실 및 가상현실
 인식 시스템에 필수적인 기술
   모션, 얼굴 등 생체 인식(보안)
 디스플레이 기술과 접목
   3D 디스플레이 기술에 적용
 미래 사회 직업 전망
   4대 정보 기술
        컴퓨터 네트워크, 화상처리 기술, 대량 데이터 축적, 인공지능




  WONKWANG UNIVERSITY                             24
  Division of Computer Engineering, 2011.1학기

								
To top