교차로 사고감지를 위한 강건한 비젼기반 알고리즘

정성환,이준환,Jeong, Sung-Hwan,Lee, Joon-Whoan 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지B Vol.18 No.3

The purpose of this study is to produce a better way to detect crossroad accidents, which involves an efficient method to produce background images in consideration of object movement and preserve/demonstrate the candidate accident region. One of the prior studies proposed an employment of traffic signal interval within crossroad to detect accidents on crossroad, but it may cause a failure to detect unwanted accidents if any object is covered on an accident site. This study adopted inverse perspective mapping to control the scale of object, and proposed different ways such as producing robust background images enough to resist surrounding noise, generating candidate accident regions through information on object movement, and by using edge information to preserve and delete the candidate accident region. In order to measure the performance of proposed algorithm, a variety of traffic images were saved and used for experiment (e.g. recorded images on rush hours via DVR installed on crossroad, different accident images recorded in day and night rainy days, and recorded images including surrounding noise of lighting and shades). As a result, it was found that there were all 20 experiment cases of accident detected and actual effective rate of accident detection amounted to 76.9% on average. In addition, the image processing rate ranged from 10~14 frame/sec depending on the area of detection region. Thus, it is concluded that there will be no problem in real-time image processing. 본 논문에서는 객체이동을 고려한 배경영상 생성과 사고 후보영역의 보존 및 검증하는 방법을 포함하는 개선된 교차로 교통사고 감지 방법을 제안한다. 교차로 내 신호등 주기를 이용한 교차로 사고감지 방법이 제안된 바 있는데 이는 사고 객체의 가려짐이 발생할 경우 사고를 감지하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 역원근변환을 수행하여 객체의 크기를 일정하게 하였으며, 환경잡음에 강건한 배경영상 생성, 객체의 이동정보를 이용한 사고 후보영역의 생성, 에지 정보를 이용한 사고 후보영역의 보존 및 삭제 방법 등을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능을 알아보기 위하여 교차로에 설치된 DVR을 통해 출퇴근 시간대의 영상, 야간 및 주간의 우천 시의 다양한 사고 영상, 조명 및 그림자의 환경적 잡음이 포함된 영상을 저장하여 실험하였다. 실험 결과 실험에 포함된 20건의 사고를 모두 감지하였으며 실제 사고 유효 획득률은 76.9%로 나타났다. 또한 검지영역의 면적에 따라 초당 10~14프레임의 처리속도를 나타내어 실시간 처리에 문제가 없을 것으로 판단된다.

신호등 주기를 이용한 교차로 교통사고감지 알고리즘

정성환,이준환,Jeong, Sung-Hwan,Lee, Joon-Whoan 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지B Vol.16 No.1

본 논문에서는 교차로 내 사고를 감지하기 위하여 배경영상과 교차로 내에 설치된 사거리 신호등의 주기를 이용한 교차로 사고감지 알고리즘을 제안한다. 기존의 영상을 이용한 방법에서는 새로운 사고모델이나 혼잡한 상황, 음원을 이용할 경우에 소음이 크게 발생하는 상황에서 사고 검지율이 낮아지는 문제점을 내포한다. 본 논문에서는 차량 및 외부 그림자 또는 차량의 조명등의 영향으로 인한 사고 오 판단을 줄이기 위하여 신호등의 주기와 배경영상의 히스토그램의 속성을 이용한 필터를 개발하여 사고감지에 이용하였다. 제안된 알고리즘의 성능을 알아보기 위하여 15개의 실제 사고영상을 획득하여 실험한 결과 15개의 동영상에서 모두 사고를 감지하였으며, 새로운 사고 모델에 대해서도 교차로 내사고를 감지 할 수 있었다. This paper suggests the background image and the algorism of detecting an accident at crossroads by using the sequence of traffic light at crossroads, which is installed within the crossroads, in order to detect an accident within crossroads. A method of using the existing image contains a problem that the accident-detection ratio gets lower in a situation that noise occurs loudly given using new accident model, the confused situation, or sound source. This study used the accident detection by developing a filter of using the property of histogram in the sequence of traffic light at crossroads and the background image, in order to reduce misjudgment of an accident caused by external shadow, vehicle stoppage, vehicle headlight, and externally environmental influence. As a result of experimenting by acquiring 15 actual accident images in order to examine the performance of the suggested algorism, the accident was detected in all the 15 videos. Even as for a new accident model, the accident within crossroads could be detected.

가상 자전거 시스템을 이용한 고령자의 평형감각 증진에 관한 연구

정성환,박용군,정우석,권대규,홍철운,김남균,Jeong Sung-Hwan,Piao Yong-Jun,Chong Woo-Suk,Kwon Tae-Kyu,Hong Chul-Un,Kim Nam-Gyun 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.42 No.6

본 연구에서는 가상현실기술과 자전거를 이용하여 평형감각 실조환자의 진단 및 시각, 전정감각, 체성감각 등을 효율적으로 진단하고 자극, 훈련시킬 수 있는 자전거 시뮬레이터 시스템을 개발하였고, 이 시스템이 평형감각 훈련에 대한 효과를 고찰하였다. 실험 방법은 20대의 건강한 젊은 성인과 70대의 노인을 대상으로 자전거 주행 시에 나타나는 주행시간, 주행속도, 중앙선이탈도, 무게이동과 무게중심의 변화를 측정하여 가상 자전거 시스템이 평형감각 훈련에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 유용성을 분석 하였다. 실험결과, 20대의 젊은 성인과 70대의 노인이 훈련 후 주행속도와 주행시간 중앙선 이탈도가 감소하였고, 좌우 무게이동과 무게중심 면적이 모두 감소하였으며 시각적 피드백의 효과가 평형감각에 더욱 유용하다는 결론을 얻었고 시각적 피드백의 효과를 이용하여 복합 감성정보를 활용한 헬스기구나 평형감각 재활 훈련에 활용할 수 있음을 알 수 있었다. In this paper, a new rehabilitation training system was developed to improve equilibrium sense by combining virtual reality technology with a fixed exercise bicycle. The subjects consisted of two groups. A group of young people, was compared against a group of elderly. We measured three different running modes of virtual bicycle system with two successive sets. The parameters measured were running time, velocity, the weight movement, the degree of the deviation from the road, and the variables about the center of pressure. The repeated training, our results showed that the running capability of the elderly improve compared. In addition, it was found out that the ability of postural control and the equilibrium sense was improved with the presentation of the visual feedback information of the distribution of weight. From the results of this experiment, we showed that our newly developed system might be useful in the diagnosis of equilibrium sense or in the improvement of the sense of sight and, somatic, and vestibular sense of the elderly in the field of rehabilitation training.

컴퓨터 비젼을 이용한 교차로 사고 감지

정성환 ( Sung-hwan Jeong ),이준환 ( Joonwhoan Lee ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.2

본 논문에서는 배경영상과 교차로 내의 신호등의 주기를 이용한 교차로 교통 사고 감지 방법을 제안한다. 교차로 내의 객체의 움직임 궤적 정보, 객체의 움직임 정보에 기반한 배경영상 생성과 교차로 신호등 주기를 이용하는 사고 감지 방법으로 구성된다. 환경적인 잡음과 카메라의 잡음을 효과적으로 제거하고 객체를 개별적으로 추적하지 않고 사고를 감지 할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 알아보기 위하여 교차로에 설치된 DVR을 통해 다양한 환경의 사고영상을 저장하여 실험한 결과 모든 동영상에서 사고를 감지하였다.

적응적 배경영상을 이용한 터널 내 영상유고 감지

정성환(Sung-Hwan Jeong),강철준(Choul-Jun Kang),박상현(Sang-Hyun Park),신정훈(Jung-Hoon Shin) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문에서는 컴퓨터 비전을 이용한 터널 유고감지 시스템을 제안하였다. 영상 유고 감지를 위하여 Adaptive Non-Parametric 방법을 이용하여 배경을 생성하고 배경과 현재영상의 차 영상, CNCC, LBP를 이용하여 잡음을 제거하고 터널 내 유고 상황을 감지하였다. 터널 내에서 발생하는 조명의 변 화, 입․출입구의 조명의 영향, 카메라의 프리컬링 잡음의 영향을 최소화하였으며, 터널 내에서 발생할 수 있는 정지물체, 차량 외 통행, 화재, 연기, 역주행, 교통량 및 평균속도를 감지하는 방법을 개발하였 다.

배경영상을 이용한 터널 유고 검지 방법

정성환(Jeong, Sung-Hwan),주영호(Ju, Young-Ho),이종태(Lee, Jong-Tae),이준환(Lee, Joon-Whoan) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.12

본 논문은 터널 내에 설치된 카메라를 이용하여 터널 내 유고를 검지하는 방법을 제안하였다. 제안한 유고 검지 방법은 터널 내 설치된 카메라에서 영상을 입력받아 실시간으로 배경영상 차이법을 이용하여 움직이는 객체를 추출하여 정지물체, 차량 외 통행, 연기, 역주행을 검지하였다. 터널 내 이동하는 객체를 검지하기 위하여 객체의 이 동 정보를 이용하여 능동적인 배경영상을 생성하였으며, 터널 내에서 발생하는 조명의 변화, 터널 입․출구에서 발생하 는 외부 조명의 영향에 강인한 유고 검지 방법을 개발하였다. 제안한 방법의 성능을 알아보기 위하여 전남 여수의 마 래터널 및 엑스포터널, 전북 임실의 운암터널에서 실험영상을 취득하였다. 실험에 사용한 영상의 개수는 정지물체 20 건, 차량 외 통행 20건, 연기 4건, 역주행 10건이며 검지율은 정지물체, 차량외통행, 역주행은 실험 영상에서 모두 검 지하였으며 연기의 경우 3건을 검지하여 우수한 성능을 확인할 수 있었다. 제안한 방법은 현재 전남 여수의 마래터널 및 엑스포터널, 전북 임실의 운암터널에서 운영중에 있으며 정확한 성능을 알아보기 위해서는 터널 내에서 실제 발생 하는 유고 동영상을 획득한 뒤 성능 평가를 해야 할 것으로 사료된다. This study suggested a method of detecting an incident inside tunnel by using camera that is installed within the tunnel. As for the proposed incident detection method, a static object, travel except vehicles, smoke, and contra-flow were detected by extracting the moving object through using the real-time background image differencing after receiving image from the camera, which is installed inside the tunnel. To detect the moving object within the tunnel, the positive background image was created by using the moving information of the object. The incident detection method was developed, which is strong in a change of lighting that occurs within the tunnel, and in influence of the external lighting that occurs in the entrance and exit of the tunnel. To examine the efficiency of the suggested method, the experimental images were acquired from Marae tunnel and Expo tunnel in Yeosu of Jeonnam and from Unam tunnel in Imsil of Jeonbuk. Number of images, which were used in experiment, included 20 cases for static object, 20 cases for travel except vehicles, 4 cases for smoke, and 10 cases for contra-flow. As for the detection rate, all of the static object, the travel except vehicles, and the contra-flow were detected in the experimental image. In case of smoke, 3 cases were detected. Thus, excellent performance could be confirmed. The proposed method is now under operation in Marae tunnel and Expo tunnel in Yeosu of Jeonnam and in Unam tunnel in Imsil of Jeonbuk. To examine accurate efficiency, the evaluation of performance is considered to be likely to be needed after acquiring the incident videos, which actually occur within tunnel.

자율주행 지원을 위한 야간 전방차량 인식 방법

정성환(Sung-Hwan Jeong),기미레디팍(Deepak Ghimire),박상현(Sang-Hyun Park),최주환(Ju-Hwan Choi),신진국(Jin-Koog Shin) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문에서는 자율주행 지원 시스템을 위해 전방 차량의 후미등을 이용한 야간 전방 차량 인식 방법을 제안한다. 주간 전방차량의 인식 방법의 경우, 전방 차량의 특징을 추출한 학습알고리즘에 의해 전방차량을 인식하지만 야간에는 조도가 어두워 차량의 특징 추출이 어려워 주간 알고리즘을 야간에 적용할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 본 연구에서는 차량내 설치된 블랙박스에서 야간 주행 동영상에서 전방 차량의 후미등 검출을 통한 전방 차량 인식 방법을 제안한다. 야간 전방 차량을 인식하기 위하여 후미등 분리를 위한 Ostu이진화방법, Edge를 이용한 라벨의 분리, 라벨의 후미등 조건검사를 통하여 야간 전방 차량을 인식하는 알고리즘을 개발하여, 차량 블랙박스에서 녹화된 영상으로 실험한 결과 야간 영상기반 FCW 알고리즘에 활용할 수 있을 것으로 사료되었다.

가우시안 잡음과 계산량을 고려한 하이브리드 센서스 변환

정성환(Jeong, Sung-Hwan),강성진(Kang, Sung-Jin) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.8

스테레오 매칭 중 센서스 변환은 방사 왜곡과 밝기 변화에 강한 특징이 있다. 본 논문은 미니 센서스 변환 과 일반화된 센서스 변환을 동시에 이용한 하이브리드 센서스 변환을 제안하였다. 제안한 하이브리드 센서스 변환 방 법은 미니 센서스 변환의 적은 계산량과 일반화된 센서스 변환의 잡음에 강인한 특성을 반영하여 설계되었다. 성능을 평가하기 위하여 후처리 과정까지 포함하여 스테레오 매칭을 수행하였다. 그 결과 하이브리드 센서스 변환은 일반화 된 센서스 변환과 성능이 비슷하였고, 계산량은 미니 센서스 변환과 일반화된 센서스의 중간값을 갖는다. Census transform is one of the stereo vision methods which is robust to radiometric distortion and illuminance change. This paper proposes a hybrid census transform using the mini census transform and the generalized census transform concurrently. This method uses simplicity of mini census transform and noise feature of generalized census transform together. This paper performed stereo matching containing post processing to evaluate each methods. The result shows that hybrid census transform has similar performance to generalized census transform and mean value of calculation complexity between mini census transform and generalized census transform.

컴퓨터 비전을 이용한 터널 유고감지 시스템

정성환 ( Sung-hwan Jeong ),주영호 ( Young-ho Ju ),이희신 ( Hee-sin Lee ),이종태 ( Jong-tae Lee ),이준환 ( Joonwhoan Lee ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.1

본 논문에서는 터널 내 유고 상황을 실시간으로 빠르게 감지하여 터널 관리자에게 상황을 전달하여 터널의 안전한 운영에 도움을 줄 수 있는 컴퓨터 비전을 이용한 터널 유고감지 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 관리자, 서버, 영상 검지기로 구성되며 영상 검지기의 경우 객체를 추출하기 위하여 배경차이법을 사용하였으며, 터널 내에서 발생하는 조명의 변화, 입·출입구의 조명의 영향, 카메라의 프리컬링 잡음의 영향을 최소화하였으며, 터널 내에서 발생할 수 있는 정지물체, 차량 외 통행, 연기, 역주행, 정체·지체의 유고 상황을 감지하는 방법을 개발하였다. 제안한 시스템을 전남 여수의 마래터널 및 엑스포터널, 전북 임실의 운암터널에서 실험한 결과 터널 내에서 발생하는 유고 상황을 감지하였다.

특징점 추적을 이용한 끼어들기 위반차량 감지

정성환 ( Sung-hwan Jeong ),이희신 ( Hee-sin Lee ),이준환 ( Joonwhoan Lee ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.2

본 논문에서는 컴퓨터 비젼에서 특징점 추적을 이용한 끼어들기 위반차량 검지 방법을 제안한다. 제안된 끼어들기 위반차량 검지 시스템의 전체적인 알고리즘은 영상 변환 및 전처리, 특징 추출, 추적대상 차량의 특징점 등록 및 추적, 끼어들기 위반차량 검지 등의 단계로 구성된다. 특히 형태학적 기울기 영상에서 특징점을 추출하므로 써 주간 및 야간 영상에 대해 동일한 알고리즘을 적용하여 그림자, 기상 조건, 차량 전조등 및 조명 등에 강인한 실시간성이 가능한 영상 검지 시스템을 구성 한다. 제안한 시스템을 끼어들기 금지구간에서 주간, 야간, 비 오는 날 야간에 취득한 영상을 사용하여 실험한 결과 정인식률 99.49%와 오류율 0.51%를 보였으며, 실시간처리에 문제가 없는 초당 91.34프레임의 빠른 처리속도를 나타냈다.