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다해상도 주의집중 메커니즘을 이용한 움직이는 물체 탐지 알고리즘
하태길(TaeGil Ha),임종인(JongIn Lim),양동원(DongWon Yang),이준희(JunHee Lee),김도경(DoKyoung Kim),최진영(JinYoung Choi) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.3
본 논문은 촬영 카메라가 고정되지 않은 환경에서, 고해상도 영상 속 움직이는 작은 물체를 빠르게 탐지하기 위한 효과적인 영상처리 방법을 제안한다. 원거리의 작은 물체를 탐지하기 위해서는 고해상도 영상을 사용해야 한다. 그러나 일반적으로 입력 영상의 크기와 알고리즘의 구동 속도는 반비례하므로 실시간성이 훼손된다. 훼손된 실시간성을 회복하기 위해 본 논문에서는 다해상도 주의집중 메커니즘을 제안한다. 제안된 방법은 입력 프레임마다 복잡도에 따른 주의집중 마스크를 구하고 복잡한 부분은 고해상도로, 단순한 부분은 저해상도로 처리한다. 또, 움직이는 카메라에 적용될 수 있도록 다해상도 움직임 보정방법을 수행한다. 실험을 통해 제안된 다해상도 주의집중 메커니즘을 이용한 물체 탐지 알고리즘이 Full HD급 영상에서 기존 최고수준 알고리즘(베이스라인)에 비해 탐지성능이 크게 저하되지 않으면서도 85% 이상의 속도향상과 6.67fps의 속도를 확인하였다. In this paper, we propose an effective image processing method to quickly detect small moving objects in a high-resolution image where cameras are not fixed. To detect small objects at a distance, high-resolution images should be used. However, in general, the size of the input image and the speed of the algorithm are inversely proportional to each other, and so the real-time speed can not be achieved in the high-resolution image. In order to achieve real-time speed, we propose a multi-resolution attention mechanism. The proposed method effectively processes high-resolution images using complexity-dependent attention mask for each input frame, where complex parts are processed with high resolution and simple parts are handled with low resolution via down-sampling. In addition, a multi-resolution motion compensation method is developed so that the method can be applied to a nonstationary camera. Experimental results show that the algorithm using the proposed multi-resolution attention mechanism achieves a speed improvement more than or equal to 85% and a speed of 6.67 fps compared to the existing state-of-the-art algorithm, which is the baseline of the proposed method, without significant degradation of performance in Full HD video.
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