The aim of the paper is to present an object recognition method toward augmented reality system that utilizes existing education instruments that was designed without any consideration on image processing and recognition. The light reflection, sizes, shapes, and color range of the existing target education instruments are major hurdles to our object recognition. In addition, the real-time performance requirements on embedded devices and user experience constraints for children users are quite challenging issues to be solved for our image processing and object recognition approach. In order to meet these requirements we employed a method cascading light-weight weak classification methods that are complimentary each other to make a resultant complicated and highly accurate object classifier toward practically reasonable precision ratio. We implemented the proposed method and tested the performance by video with more than 11,700 frames of actual playing scenario. The experimental result showed 0.54% miss ratio and 1.35% false hit ratio.
건강 보조 식품, 의약품, 화장품 등 현대 제품에는 성분에 대한 제품의 구성정보가 라벨 형태로 상세히 기재 되어있다. 이러한 제품들은 실생활에서 접하기 쉽지만, 비전공자인 일반 사용자들이 이러한 성분들을 모두 기억하고 구분하여 사용하기에는 물질의 종류가 너무 많으며, 각 성분의 역할에 대해 면밀히 조사하기란 사실상 불가능하다. 하지만 제품에 대한 정확한 이해 없이는 제품을 사용 및 섭취함으로써 특정 부작용이 생길 수 있으며, 오용 및 남용할 가능성 또한 다분하다. 따라서, 제품 소비자가 사용하고 있는 제품이 어떠한 성분을 가지고 있는지를 정확히 파악할 필요가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 기계 학습을 통한 객체 인식에 사용되는 실시간 객체 추적 기법을 활용하여 제품의 라벨을 1 차적으로 인식하고, 2 차적으로 라벨에 기재되어 있는 제품의 구성성분을 객체 인식하는 기법을 제안하고자 한다. 추가적으로, 해당 기법을 모바일 어플리케이션에 적용하여 건강 보조 식품 관리에 활용할 수 있는 방법에 대해 소개한다.
본연구는 커플들의 이미지 빅 데이터를 분석하여 각각 얼굴과 패션에 따라 유사한 유형 끼리 클러스터링 하여 새로운 사람 이미지가 주어졌을 때 해당 사람이 어느 유형에 속하는지 찾아내고 해당 유형의 사람들은 어떤 유형의 이성과 잘 맞는지 찾아 추천해주는 플랫폼이다. 빅 데이터를 수집하기 위하여 SNS상에서 커플들의 이미지를 크롤링하여 저장한다. 수집된 커플들의 이미지를 AI 머신 러닝으로 나이, 성별을 분석하여 미리 설정한 나이대의 이성 커플들의 이미지 만을 추려내서 각각 남, 여의 이미지를 분리하여 저장한다. 해당 이미지들로 비슷한 얼굴, 패션 유형의 사람들을 같은 클러스터로 모으고 CNN 으로 학습 시켜서 새로운 이미지가 들어올 경우 효율적으로 해당 이미지가 어느 클러스터에 속하는지 찾아낼 수 있도록 한다. 특정 이미지가 속하는 클러스터를 찾아내면 해당 클러스터에 속하는 사람들의 연인들이 어느 클러스터에 가장 많이 포함되어 있는지 찾아서 해당 클러스터 유형의 이성을 추천해준다. 웹과 어플리케이션으로 이루어진 플랫폼 서비스이며, 커플 매칭 기능 뿐만 아니라 매칭된 회원 간 연락 기능, 실제 커플의 이미지로 두 사람의 매칭도 확인 등의 부가적 기능 또한 인공 지능 서비스로 제공된다.
최근 맞벌이 가정이 많아지면서 베이비 시터를 고용해 영아를 양육하는 경우가 많아지고 있는 추세이다. 본 논문에서는 영유아 상태분석에 따른 인공지능 베이비시터 시스템에 대하여 기술하였다. 보다 상세하게는 얼굴인식을 위한 Opencv 영상처리 기법, MS(azure)API 를 이용한 머신러닝 기반의 감정분석과 악취 센서(MQ-135 Sensor)를 이용하여 영유아의 상태를 파악한다. 파악한 영유아의 상태를 바탕으로 스스로 학습하여 요람을 제어하고 어플리케이션을 통해 원격제어를 할 수 있도록 제작한 스마트 베이비시터 시스템에 관한 것이다. 이에 따라 양육에 대한 부담감이 줄어들 것으로 기대하고 양육에 대한 부담감을 조금이나마 경감 시켜 주어 저출산과 양육 지출 비용 절약으로 사회적 측면, 경제적 측면 모두에 기여할 것을 기대한다.
기존의 문화재 의무교육과정은 흥미와 가시성 측면의 부족함으로 인해 교육적인 효과를 기대하기 어려운 측면이 있다. 본 연구에서는 4차산업혁명 시대를 맞아 주목 받고 있는 증강현실의 다중마커 인식 기술을 기반으로 문화재 3차원 데이터를 활용한 응용콘텐츠 및 교구재를 제작하여 대중적으로 문화재를 즐기며 학습 할 수 있도록 하는 증강현실 어플리케이션을 제안한다. 다수의 마커를 인식 가능한 다중마커 기술의 콘텐츠의 경우 다양한 이벤트 추가와 연출력을 강화할 수 있다. 향후 제안하는 증강현실 앱은 문화재를 활용한 다양한 교육용 콘텐츠 제작기술 연구에 활용될 것이라 사료된다.
인터넷 사용자의 급증으로 웹 어플리케이션은 해커의 주요 공격대상이 되고 있다. 웹 공격을 막기 위한 기존의 WAF(Web Application Firewall)는 공격자의 전반적인 행위보다는 HTTP 요청 패킷 하나하나를 탐지 대상으로 하고 있으며, 새로운 유형의 공격에 대해서는 탐지하기 어려운 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알려지지 않은 패턴의 공격을 탐지하기 위해 기계학습을 활용한 사용자 행위 기반의 웹 공격 탐지 기법을 제안한다. 공격자가 정상적인 사용자인 것처럼 위장할 수 있는 부분을 제외한 영역에 집중하여 사용자 행위 정보를 정의였으며, 벤치마크 데이터셋인 CSIC 2010을 활용하여 웹 공격 탐지 실험을 수행하였다. 실험결과 Decision Forest 알고리즘에서 약 99%의 정확도를 얻었고, 동일한 데이터셋을 활용한 기존 연구와 비교하여 본 논문의 효율성을 증명하였다.
제안한 시스템은 AI 체력측정 파트와 AI 체력관리 파트 2가지 부분이 연계성을 가지고 구성되어 있다. AI 체력측정 파트에서 딥러닝 기반의 포즈인식을 통해 체력측정에 대한 가이드와 측정값의 정확한 연산을 수행한다. 이 측정값을 기반으로 AI 체력관리 파트에서는 개인 맞춤형 운동프로그램을 설계해 전용 스마트 어플리케이션에 제공한다. 측정자세 가이드를 위해 웹캠을 통해 측정대상자의 자세를 촬영해 골격선을 추출한다. 다음으로 학습된 준비자세의 골격선과 추출된 골격선을 비교해 정상 유무를 판단하고, 정상자세 유지를 위한 음성안내를 실시한다.
ML(machine learning) 기술을 활용하여 실용적인 측면에서 일반 사용자들이 바라보고 사용할 수 있도록 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다. 특히 최근 개인 사용자의 personal computer와 mobile device의 processing unit의 연산 처리 속도가 두드러지게 빨라지고 있어 ML이 더 생활에 밀접해지고 있는 추세라고 볼 수 있다. 현재 ML시장에서 다양한 솔루션 및 어플리케이션을 제공하는 툴이나 라이브러리가 대거 공개되고 있는데 그 중에서도 Google에서 개발하여 배포한 'Mediapipe'를 사용하였다. Mediapipe는 현재 'android', 'IOS', 'C++', 'Python', 'JS', 'Coral' 등의 환경에서 개발을 지원하고 있으며 더욱 다양한 환경을 지원할 예정이다. 이에 본 팀은 앞서 설명한 Mediapipe 프레임워크를 기반으로 Machine Learning을 사용한 image processing를 통해 일반 사용자들에게 편의성을 제공할 수 있는 알람 프로그램을 연구 및 개발하였다. Mediapipe에서 신체를 landmark로 검출하게 되는데 이를 scikit-learn 머신러닝 라이브러리를 사용하여 특정 자세를 학습시키고 모델화하여 알람 프로그램에 특정 기능에 조건으로 사용될 수 있게 하였다. scikit-learn은 아나콘다 등과 같은 개발환경 패키지에서 간단하게 이용 가능한데 이 아나콘다는 데이터 분석이나 그래프 그리기 등, 파이썬에 자주 사용되는 라이브러리를 포함한 개발환경이라고 할 수 있다. 하여 본 팀은 ML기반의 영상처리 알람 프로그램을 제작하는데에 있어 이러한 사항들을 파이썬 환경에서 기본적으로 포함되어 제공하는 tkinter GUI툴을 사용하고 추가적으로 인텔에서 개발한 실시간 컴퓨터 비전을 목적으로 한 프로그래밍 라이브러리 OpenCV와 여러 항목을 사용하여 환경을 구축할 수 있도록 연구·개발하였다.
유비쿼터스 기술이 발전함에 따라 가장 활발히 상용화 시도가 이루어지는 연구 분야는 홈 네트워크 기술이다. 현재 다양한 홈 네트워크 기술(UPnP, Jini, HAVi 등)들이 개발되었다. 또한 연구단체나 산업체에서 다양한 홈 네트워크 기술들을 개발 진행 중이다. 그러나 현재까지 개발된 기술들은 특정 목적에 맞는 기능과 사용법만을 제공하고 있다. 이는 다양한 홈 네트워크 기술을 이용하여 어플리케이션을 개발하고자 하는 개발자들에게 많은 학습을 요구한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 하나의 네트워크 안에 존재할 수 있는 서로 다른 홈 네트워크들 간의 호환을 위해 브리지 시스템들이 제안되었다. 이 논문에서는 하나의 네트워크 안에 이런 브리지 시스템이 여러 개 존재하는 다중 브리지 환경에서 발생 할 수 있는 가상 장비 중복 생성 문제를 해결하고, 이기종 브리지간 상호호환성을 지원하는 시스템을 설계하고 구현하고자 하였다. 실제 구현에서는 가상 장비 생성 전에 가상 장비 여부를 판단하는 과정을 두어 가상 장비 중복 문제를 해결하는 것을 보이고 있다.
본 논문에서는 최적의 스마트 홈 제어 시스템의 설계 및 구현 방법에 대해 설명한다. 최근 센서와 통신과 같은 기술들을 발전으로 사물인터넷은 전구, 콘센트, 옷과 같은 다양한 사물을 제어할 수 있게 되었으며, 다양한 기업에서는 사물간의 협업을 통해 사용자의 삶을 향상 시킬 수 있는 서비스들을 출시되고 있다. 하지만, 기존 사물인터넷 시스템에서는 엔드 투 엔드 디바이스인 경우 다양한 프로토콜을 통해 데이터를 전송하지만 서버 및 게이트웨이는 단일 프로토콜을 지원하는 경우가 빈번하다. 또한, 사물인터넷 시스템의 제조사에 따라서 전용 어플리케이션이 존재하며, 여러 사물인터넷 디바이스들을 등록하고 제어하는데 있어서 높은 복잡성을 가지고 있다. 증강현실 사물인터넷 시스템인 경우 사물들을 검출하기 위해 OpenCV 또는 OpenGL을 사용하여 특징점 및 엣지 추출 기술을 사용 하지만 사물의 인식률이 샘플링 데이터에 따라서 편차가 크게 존재하며, 비교적 낮은 문제점이 존재한다. 제안하는 최적의 스마트 홈 시스템에서는 기존의 문제점을 보완하기 위해 OneM2M을 기반으로 사물인터넷 게이트웨이를 구현하여 엔드 투 엔드 디바이스의 다양한 프로토콜들을 지원하고, 단일 어플리케이션을 통해 다양한 사물을 제어 등 사용자의 접근성을 향상시켰다. 또한, 인공지능 분야의 딥러닝을 사용하여 디바이스들을 학습시키고 추론 및 검출을 통해 기존 시스템의 사물 인식률 향상과 인식률의 편차를 낮추었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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