Recent Advances in Computer Vision

Recent Advances in Computer Vision

by Massimo Plccardl and Tony Jan

컴퓨터 비전은 인간의 비전 기능을 컴퓨터에 넣는 AI의 한 분야이다.

현재까지 컴퓨터 비전은 산업 자동화, 로보틱스, 바이오약품, 위성관측 등의 분야에 활용되고 있다.

컴퓨터 비전은 많은 컴퓨테이션을 요하기 때문에 실시간으로 작동되는 시스템을 만드는 것이 최근까지만 해도 문제점이었다. 보통 수백만 MIPS(millions of instructions per second)를 요구하고. 고화질의 이미지를 비디오 속도로 input-output하는 것도 장애였다.

이런 문제를 해결하기 위해서 연구 단체들에서 여러 시스템을 개발했다. 1983년 Goddard Space Flight Center에서 개발된 Massively Parallel Processor(MPP)가 그 중 하나인데, 괜찮은 성능에도 불구하고 비싸고, 복잡해서 산업계로부터는 냉대를 받았다.

그러나 최근, 시스템 레벨에서의 성능 향상으로(마이크로프로세서, 메모리, 버스 등등) 컴퓨터 비전이 폭넓게 사용될 수 있게 되었다. 또한 비디오 카메라의 보급과, 성능이 향상된 저렴한 웹캠 보급도 한 몫했다.

저렴한 하드웨어와 소프트웨어의 등장으로 새로운 방식의 컴퓨터 비전 활용 어플리케이션이 등장했다. 이런 어플리케이션은 사람중심(human-centered)라는 특징을 갖고 있다: 사람이 그 타겟이거나 사람이 작은 카메라를 착용하거나. 비젼 시스템은 다음과 같은 어플리케이션에 중심적인 센서가 되었다.

-human-computer interfaces (사람과 컴퓨터를 연결)

-augmented perception (인간의 인지를 향상시키는 도구)

-automatic media interpretation (비디오나 영화와 같은 디지털 미디어 컨텐트를 분석)

-video surveillance and biometrics

Human-computer interfaces

기본 전제는, 키보드나 마우스를 사용하는 것보다 인간의 제스쳐를 활용하면 더 효율적으로 컴퓨터에 지시를 내릴 수 있을 것이다라는 것. 예로, eye movement를 활용해서 컴퓨터 스크린을 스크롤하는 것. 32% 능률이 향상되었다 함. 카메라로 사람의 제스쳐를 인식하는 거는 디지털 장갑 등을 착용해야 하는 것보다 훨씬 쉽다. 코 위치 인식을 활용한 탁구 게임도 있다. 인텔리전트 홈에도 활용될 수 있다.(사람 들어오면 불켜는 등)

Augmented perception

The Voice: 시각 장애인이 착용하고 다니면, 자동으로 전경을 인지해서 사물의 위치나 크기를 소리로 알려주는 장치.

Media interpretation

원하는 화면을 자동으로 찾게 해주는 데 활용. 예를들어 얼굴 인식 기능을 활용해서 사람이 있는 부분만 찾는 등. CMU face detector가 제일 좋다 함.

또 MPEG-4는 화면에서 중요한 부분은 좋은 화질로 남기고 배경 부분은 화질을 떨어뜨리는 것으로 비디오 파일을 압축하는데, 여기에도 컴퓨터 비전이 쓰인다.

Video surveillance

가장 발전된 컴퓨터 비전 어플리케이션이 video surveillance일 것이다. 저화질의 흑백 화면은 옛날 말이고 요즘은 여러 카메라에서 들어오는 이미지들을 하나로 합쳐서 보여주는데, 이러한 이미지는 화면에서 사람이나 자동차와 같은 사물을 자동으로 인식하고, 분류하고, 행동 분석까지한 정보를 제공한다.

저자가 개발한 것도 surveillance 시스템인데, 주차장에서 차 주인은 자기 차 찾아서 한번에 쭈욱 가지만, 도둑들을 차 안에 훔칠 게 있는지 살펴봐야 하니까 여기저기 둘러보는 등 다른 행동 패턴을 보일 것이라는 전제 하에.

1. 화면에서 배경을 지우고 모든 움직이는 물체를 찾는다.(안 움직이는 거 지우면 되겠지)

2. 움직이는 물체의 높이와 넓이의 비율을 참고해서 그 중 사람만 찾는다.

3. 사람이 움직이는 속도를 계산한다.

4. 그리고, 수상한 행동 패턴을 계산하는 식을 사용해서 도둑 같아 보이는 사람이이 나오면 알람이 울린다.

컴퓨터 비전은 이미 여러 분야에서 활용이 되고 있고, 앞으로도 발전할 것이다.