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정규화 흐름 기반 딥러닝 기법을 활용한 시각적 이상 탐지 기법에 관한 연구
전영훈(Younghoon Jeon),곽정환(Jeonghwan Gwak) 대한전기학회 2023 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.4-1
본 연구에서는 영상 데이터에서 이상 징후를 탐지하는 안전 기술의 개발을 위하여 딥러닝 기반 시각적 이상 탐지 시스템 연구를 진행하였다. 제안 시스템은 이상 데이터의 부재로 인한 지도학습 기반 딥러닝 구조의 신뢰성 저하를 극복하기 위해, 정상 데이터에 대한 확률 분포 모델링과 임계값을 이용하여 이상 탐지를 수행하며, 탐지 예측에 대한 각 픽셀의 기여도 계산을 통해 이상 영역을 강조한다. 본 실험에서 제안 시스템은 97.2의 평균 AUROC로 이상을 탐지하였으며, 이는 제안 시스템이 전기설비의 안전 기술로 활용될 수 있는 잠재성을 시사한다.
Hyunseok Lim(임현석),Jeonghwan Gwak(곽정환) 한국컴퓨터정보학회 2021 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.26 No.4
이상 객체란 일반적이고 평범한 행동을 취하는 객체가 아닌 비정상적이고 흔하지 않은 행동을 하여 관찰이나 감시 · 감독을 필요로 하는 사람, 물체, 기계 장치 등을 뜻한다. 이를 사람의 지속적인 개입 없이 인공지능 알고리즘을 통해 탐지하기 위해서 광학 흐름 기법을 활용한 시간적 특징의 특이도를 관찰하는 방법이 많이 활용되고 있으며, 이 기법은 정해진 표현 범위가 없는 수많은 이상 행동을 식별하기에 적합하다. 본 연구에서는 생성적 적대 신경망(Generative Adversarial Network, GAN)으로 입력 영상 프레임을 광학 흐름 영상으로 변환하는 알고리즘을 학습시켜 비정상적인 상황을 식별한다. 특히 생성적 적대 신경망 모델이 입력 영상에 대한 중요한 특징 정보를 학습하고, 그 외 불필요한 이상치를 제외시키기 위한 전처리 과정과 학습 후 테스트 데이터셋에서 식별 정확도를 높이기 위한 후처리 과정을 고도화하여 전체적인 모델의 이상 행동 식별 성능을 향상시키는 기법을 제안한다. 이상 행동을 탐지하기 위한 학습 데이터셋으로 UCSD Pedestrian, UMN Unusual Crowd Activity를 활용하였으며, UCSD Ped2 데이터셋에서 프레임 레벨 AUC 0.9450, EER 0.1317의 수치를 보이며 이전 연구에서 도출된 성능 지표 대비 성능 향상이 확인되었다. An abnormal object refers to a person, an object, or a mechanical device that performs abnormal and unusual behavior and needs observation or supervision. In order to detect this through artificial intelligence algorithm without continuous human intervention, a method of observing the specificity of temporal features using optical flow technique is widely used. In this study, an abnormal situation is identified by learning an algorithm that translates an input image frame to an optical flow image using a Generative Adversarial Network (GAN). In particular, we propose a technique that improves the pre-processing process to exclude unnecessary outliers and the post-processing process to increase the accuracy of identification in the test dataset after learning to improve the performance of the model’s abnormal behavior identification. UCSD Pedestrian and UMN Unusual Crowd Activity were used as training datasets to detect abnormal behavior. For the proposed method, the frame-level AUC 0.9450 and EER 0.1317 were shown in the UCSD Ped2 dataset, which shows performance improvement compared to the models in the previous studies.
Fast Super-Resolution GAN 기반 자동차 번호판 검출 및 인식 성능 고도화 기법
민동욱(Dongwook Min),임현석(Hyunseok Lim),곽정환(Jeonghwan Gwak) 한국스마트미디어학회 2020 스마트미디어저널 Vol.9 No.4
자동차 번호판 인식 기술은 도로의 교통상황 통제, 과속차량 단속, 도주 차량의 추적 등 현대 교통 시설 및 교통 안전망을 책임지고 있는 핵심 기술 중 하나이다. 이 기법은 과거에도 연구되었던 분야였으나 최근 딥러닝 기술의 발전으로 다양한 기법들을 적용하여 향상된 성능을 보이는 분야이며, 크게 자동차 번호판 검출과 번호판 인식으로 나뉜다. 본 연구에서는 다양한 객체 검출 모델과 WPOD-Net(Warped Planar Object Detection Network) 모델을 활용하여 자동차 번호판 검출 성능을 향상시키기 위한 실험을 진행하였으며, 객체 검출 모델을 활용하여 번호판을 검출하는 기존 방식들 대신 차량을 검출한 다음 번호판을 검출하는 방식을 택하여 정확도를 높였다. 특히 Super-Resolution 기법 중 하나인 Fast-SRGAN 모델을 활용하여 이미지 내에 존재하는 노이즈를 제거하는 처리를 통해 최종 성능을 향상시켰다. 결과적으로 92.38%에서 96.72%로 선행 연구 대비 평균 4.34% 향상된 성능이 실험을 통해 확인되었다. Vehicle License Plate Recognition is one of the approaches for transportation and traffic safety networks, such as traffic control, speed limit enforcement and runaway vehicle tracking. Although it has been studied for decades, it is attracting more and more attention due to the recent development of deep learning and improved performance. Also, it is largely divided into license plate detection and recognition. In this study, experiments were conducted to improve license plate detection performance by utilizing various object detection methods and WPOD-Net(Warped Planar Object Detection Network) model. The accuracy was improved by selecting the method of detecting the vehicle(s) and then detecting the license plate(s) instead of the conventional method of detecting the license plate using the object detection model. In particular, the final performance was improved through the process of removing noise existing in the image by using the Fast-SRGAN model, one of the Super-Resolution methods. As a result, this experiment showed the performance has improved an average of 4.34% from 92.38% to 96.72% compared to previous studies.