일반 필기 데이터를 이용한 온라인 서명 검증 기법

허경용,김성훈,우영운,Heo, Gyeongyong,Kim, Seong-Hoon,Woo, Young Woon 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.12

Online signature verification is one of the simple and efficient method of identity verification and has less resistance than other biometric technologies. In training to build a verification model, negative samples are required to build the model, but in most practical applications it is not easy to get negative samples - forgery signatures. In this paper, proposed is a method using someone else's signatures as negative samples. In verification, shape-based features extracted from the time-sequenced signature data are extracted and a support vector machine is used to verify. SVM tries to map a feature vector to a high dimensional space and to draw a linear boundary in the high dimensional space. SVM is one of the best classifiers and has been applied to various applications. Using general handwriting data, i.e., someone else's signatures which have little in common with positive samples improved the verification rate experimentally, which means that signature verification without negative samples is possible. 온라인 서명 검증은 간단하면서도 효율적인 본인 확인 방법의 하나로 다른 생체 인식 기술에 비해 거부감이 적은 장점이 있다. 서명 검증 모델을 학습하기 위해서는 모조서명이 필요하지만 대부분의 실용적인 응용에서는 모조서명을 확보하기가 쉽지 않다. 이 논문에서는 이러한 모조서명 확보 문제를 해결할 수 있는 방법의 하나로 다른 사람의 서명을 활용하는 방법을 제시한다. 검증 과정에서는 서명의 형태적 특징을 추출하고 이를 SVM을 이용하여 검증하였다. SVM은 특징 벡터를 고차원으로 사상하고 사상된 공간에서 선형 분리를 시도하는 방법으로 인식기 중 범용적이면서 높은 성능을 보이는 것으로 알려져 있다. 모델 생성 과정에서 모조서명으로 검증하고자 하는 사람의 서명과 형태적인 유사점을 찾을 수 없는 서명, 즉, 일반 필기 데이터를 사용함으로써, 모조서명의 확보가 어려운 경우에도 검증률을 개선할 수 있음을 실험 결과를 통해 확인할 수 있으며, 이는 모조서명 없이도 서명 검증이 가능함을 보여준다.

가상 칠판을 위한 손 표현 인식

허경용,김명자,송복득,신범주,Heo, Gyeongyong,Kim, Myungja,Song, Bok Deuk,Shin, Bumjoo 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.12

손 표현 인식을 위해서는 손의 정적인 형태를 기반으로 하는 손 자세 인식과 손의 움직임을 기반으로 하는 손 동작 인식이 함께 사용된다. 본 논문에서는 가상의 칠판 위에서 움직이는 손의 궤적을 기반으로 기호를 인식하는 손 표현인식 방법을 제안하였다. 손으로 가상의 칠판에 그린 기호를 인식하기 위해서는 손의 움직임으로부터 기호를 인식하는 방법은 물론, 데이터 입력의 시작과 끝을 찾아내기 위한 손 자세 인식 역시 필요하다. 본 논문에서는 손 자세 인식을 위해 미디어파이프를, 시계열 데이터에서 손 동작을 인식하기 위해 순환 신경망의 한 종류인 LSTM(Long Short Term Memory)을 사용하였다. 제안하는 방법의 유효성을 보이기 위해 가상 칠판에 쓰는 숫자 인식에 제안하는 방법을 적용하였을 때 약 94%의 인식률을 얻을 수 있었다. For hand expression recognition, hand pose recognition based on the static shape of the hand and hand gesture recognition based on hand movement are used together. In this paper, we proposed a hand expression recognition method that recognizes symbols based on the trajectory of a hand movement on a virtual blackboard. In order to recognize a sign drawn by hand on a virtual blackboard, not only a method of recognizing a sign from a hand movement, but also hand pose recognition for finding the start and end of data input is also required. In this paper, MediaPipe was used to recognize hand pose, and LSTM(Long Short Term Memory), a type of recurrent neural network, was used to recognize hand gesture from time series data. To verify the effectiveness of the proposed method, it was applied to the recognition of numbers written on a virtual blackboard, and a recognition rate of about 94% was obtained.

모듈 기반 교육용 아두이노 호환 키트 제작

허경용,Heo, Gyeongyong 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.5

2015년 교육과정 개편으로 중학교 정보교과가 필수로 지정됨에 따라 초중고등학교는 물론 대학에서도 프로그래밍 교육을 강화하고 있다. 아두이노는 프로그래밍 교육을 위해 사용되는 대표적인 도구 중 하나로 그 유용성은 다양한 사례 연구를 통해 입증되었다. 하지만 기존 아두이노 기반 키트는 연결 방법이 복잡하거나, 확장성이 떨어지는 등 하드웨어 의존적인 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 방안으로 모듈 기반의 구조를 가지고, 동일한 인터페이스를 통해 기능 확장이 가능하며, 다양한 수준에서 학습에 사용할 수 있는 아두이도 호환 키트 설계를 제안하였다. 이 논문에서는 제안한 키트의 요구 조건을 만족시키는 FRUTO 키트와 이를 사용하기 위한 소프트웨어 구현 방법을 설명한다. FRUTO 키트는 몇 번의 디자인 변경을 통해 현재의 형태로 결정되었으며, 현재 출시 전 테스트 진행을 준비 중에 있다. With the curriculum revision in 2015, informatics for secondary high schools was designated as mandatory. As a result, there is an increasing interest in programming in elementary and junior high schools as well as in universities. Arduino is one of the famous tools for programming education, and the usefulness of it has been proven through various case studies. However, existing Arduino-based kits have hardware-dependent drawbacks such as complicated wiring, poor scalability, etc. To overcome these problems, we proposed a kit design, which has a module-based structure, can be extended through one common interface, and can be used for learning at various levels. In this paper, we describe the implementation details of FRUTO kit and a software to use it, which satisfies the proposed design criteria. FRUTO kit has been determined in its current form through several design changes, and is under pre-test before launching.

모듈 기반 교육용 아두이노 호환 키트 설계

허경용,정재우,Heo, Gyeongyong,Jung, Jaewoo 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.10

교육부의 2015년 개정 교육과정 개편으로 중학교 정보교과가 필수로 지정된 후 초등학교와 고등학교에도 순차적으로 적용되고 있으며 대학 역시 프로그래밍 교육을 강화하고 있다. 아두이노는 프로그래밍 교육을 위해 사용되는 도구 중 하나로 아두이노를 사용한 프로그래밍 교육의 유용성은 다양한 사례 연구를 통해 입증되었다. 하지만 교육용으로 사용되는 기존 아두이노 호환 키트는 하드웨어 관련 지식 없이는 사용이 쉽지 않으며, 키트 설계 시 주어진 방식 이외의 방법으로 확장하기 어려운 등의 문제점이 있다. 이 논문에서는 기존 아두이노 호환 키트가 가지는 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 키트 설계를 제안한다. 제안하는 설계는 기존 키트에 비해 사용성과 확장성이 뛰어나며 하드웨어 및 프로그래밍에 대한 친숙도에 따라 다양한 방식으로 활용할 수 있다. 제안하는 설계는 특허로 등록되었으며 등록된 특허를 바탕으로 키트 개발이 진행 중에 있다. With the curriculum revision by the ministry of education in 2015, informatics was required to be included in the secondary high school curriculum, and applied to elementary and high schools in order. In response to this trend, universities are also emphasizing programming education. Arduino is one of the famous tools for programming education, and the usefulness of it has been proven through various case studies. However, existing Arduino-based kits are not easy to use with limited hardware knowledge. It is also difficult to expand the kits in a way other than that given in the original design. In this paper, proposed is a new kit design that can solve the problems mentioned above. The proposed design is superior to existing ones in usability and scalability, and can be used in various ways according to the amount of prior knowledge. The proposed design is registered as a patent and development of a kit based on it is underway.

형태 정합을 이용한 포아송 동영상 합성

허경용,최훈,김지홍,Heo, Gyeongyong,Choi, Hun,Kim, Jihong 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.4

본 논문에서는 형태 정합 및 포아송 방정식을 기반으로 객체와 배경과의 이음매가 없는 효율적인 동영상 합성 기법을 제안한다. 동영상 합성 기법은 영상 분할 과정과 영상 조합 과정으로 구성된다. 영상 분할 과정에서는 먼저 첫번째 프레임에 대해 사용자가 3 영역 지도를 설정한 후, 그랩 컷(grab cut) 알고리즘을 수행한다. 그리고 객체와 배경의 색상, 밝기, 텍스쳐 등이 유사할 경우 영상 분할의 성능이 감소될 수 있음을 감안하여, 현재 프레임과 이전 프레임 객체들 간의 형태 정합을 통해 현재 프레임에서 영상 분할된 객체를 보정한다. 영상 조합 과정에서는 포아송 방정식을 이용하여 객체와 목표 동영상의 배경이 서로 이음매 없이 조합되도록 하며, 또한 사용자가 설정한 움직임 경로에 따라 객체를 배치한다. 모의실험을 통해 제안된 방법이 합성된 동영상의 자연성 뿐만 아니라 수행 시간 면에서 우수함을 알 수 있었다. In this paper, we propose a novel seamless video composition method based on shape matching and Poisson equation. Video composition method consists of video segmentation process and video blending process. In the video segmentation process, the user first sets a trimap for the first frame, and then performs a grab-cut algorithm. Next, considering that the performance of video segmentation may be reduced if the color, brightness and texture of the object and the background are similar, the object region segmented in the current frame is corrected through shape matching between the objects of the current frame and the previous frame. In the video blending process, the object of source video and the background of target video are blended seamlessly using Poisson equation, and the object is located according to the movement path set by the user. Simulation results show that the proposed method has better performance not only in the naturalness of the composite video but also in computational time.

임계 다위상 분해기법이 적용된 SAP 알고리즘을 위한 최적 가변 스텝사이즈

허경용,최훈,Heo, Gyeongyong,Choi, Hun 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.11

We propose an optimal variable step size adjustment method for the simplified subband affine projection algorithm (Simplified SAP; SSAP) in a subband structure based on a polyphase decomposition technique. The proposed method provides an optimal step size derived to minimize the mean square deviation(MSD) at the time of updating the coefficients of the subband adaptive filter. Application of the proposed optimal step size in the SSAP algorithm using colored input signals ensures fast convergence speed and small steady-state error. The results of computer simulations performed using AR(2) signals and real voices as input signals prove the validity of the proposed optimal step size for the SSAP algorithm. Also, the simulation results show that the proposed algorithm has a faster convergence rate and good steady-state error compared to the existing other adaptive algorithms. 다위상 분해 기법 기반의 부밴드 구조에서 단순화한 부밴드 인접투사 알고리즘(Simplified SAP; SSAP)을 위한 최적 가변 스텝사이즈 조정 방법을 제안한다. 제안한 방법은 부밴드 적응필터의 계수 갱신 시점에서 평균자승편차(MSD)를 최소화하도록 유도된 최적값을 제시한다. 유색 입력 신호를 사용하는 SSAP 알고리즘에서 제안한 최적 스텝사이즈의 적용은 빠른 수렴속도와 작은 정상상태오차를 보장한다. AR(2) 신호와 실제 음성을 입력 신호로 사용하여 수행한 컴퓨터 모의실험의 결과는 제안한 최적 스텝사이즈의 유효성을 입증한다. 또한 모의실험 결과는 기존 여러 적응 알고리즘과 비교하여 제안한 알고리즘이 더 빠른 수렴속도와 양호한 정상상태오차를 가지고 있음을 보인다.

AVR 기반 아두이노 호환 보드를 위한 통합 프로그래머

허경용,류대우,Heo, Gyeongyong,Ryu, Daewoo 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.1

아두이노는 오픈 소스 마이크로컨트롤러 프로젝트 중 하나로 AVR 마이크로컨트롤러를 사용한 아두이노 보드가 흔히 사용된다. AVR 마이크로컨트롤러에서는 일반적으로 ISP(In System Programming) 방식 업로드를 사용하지만, 아두이노에서는 부트로더를 통한 시리얼 방식 업로드를 기본으로 하며 이를 위해 전용 마이크로컨트롤러를 보드에 내장하고 있다. 아두이노에서 ISP 방식 업로드를 사용하기 위해서는 별도의 전용 업로드 장치가 필요하지만, 아두이노 보드에는 포함되어 있지 않다. 이 논문에서는 ISP 방식 업로드와 시리얼 방식 업로드를 하나의 전용 마이크로컨트 롤러를 통해 처리할 수 있는 통합 프로그래머를 제안하고, 통합 프로그래머를 사용하여 ISP 방식과 시리얼 방식 업로드가 가능함을 보인다. 이외에도 제안하는 통합 프로그래머는 USB-시리얼 변환장치로 동작하여 컴퓨터와의 시리얼 통신을 지원하며 아두이노의 부트로더를 굽는 것도 가능하다. 통합 프로그래머의 모든 동작은 실험 결과를 통해 확인할 수 있다. Arduino is one of the open source microcontroller projects, and Arduino boards using AVR microcontrollers are commonly used. In general, AVR microcontrollers use ISP (In System Programming) upload, but in Arduino, serial upload through a bootloader is basically used, and a dedicated microcontroller is built into the board for this purpose. In order to use the ISP upload in Arduino, a dedicated upload device is required, which is not included in the Arduino board. In this paper, we propose a unified programmer that can handle ISP upload and serial upload through one dedicated microcontroller, and show that ISP and serial upload are possible using the unified programmer. In addition, the proposed unified programmer works as a USB-serial converter, supports serial communication with a computer, and it is also possible to burn the Arduino bootloader. All operations of the unified programmer can be confirmed through the experimental results.

손 표현 인식을 위한 계층적 손 자세 모델

허경용,송복득,김지홍,Heo, Gyeongyong,Song, Bok Deuk,Kim, Ji-Hong 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.10

For hand expression recognition, hand pose recognition based on the static shape of the hand and hand gesture recognition based on the dynamic hand movement are used together. In this paper, we propose a hierarchical hand pose model based on finger position and shape for hand expression recognition. For hand pose recognition, a finger model representing the finger state and a hand pose model using the finger state are hierarchically constructed, which is based on the open source MediaPipe. The finger model is also hierarchically constructed using the bending of one finger and the touch of two fingers. The proposed model can be used for various applications of transmitting information through hands, and its usefulness was verified by applying it to number recognition in sign language. The proposed model is expected to have various applications in the user interface of computers other than sign language recognition. 손 표현 인식을 위해서는 손의 정적인 형태를 기반으로 하는 손 자세 인식과 손의 동적인 움직임을 기반으로 하는 손 동작 인식이 함께 사용된다. 이 논문에서는 손 표현 인식을 위해 손가락의 위치와 형태를 기반으로 하는 계층적 손 자세 모델을 제안한다. 손 자세 인식을 위해서는 오픈소스인 미디어파이프를 기반으로 하고, 손가락 상태를 나타내는 모델과 이를 통해 손 자세를 나타내는 모델을 계층적으로 구성하였다. 손가락 모델 역시 손가락 하나의 굽힘과 손가락 두 개의 닿음을 사용하여 계층적으로 구성하였다. 제안하는 모델은 손을 통해 정보를 전달하는 다양한 응용에 사용할 수 있으며, 수화에서의 숫자 인식에 적용하여 그 유용성을 검증하였다. 제안하는 모델은 수화 인식 이외에 컴퓨터의 사용자 인터페이스에서 다양한 응용이 가능할 것으로 기대한다.

컨테이너 플래카드 자동 인식 시스템

허경용,이임건,Heo, Gyeongyong,Lee, Imgeun 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.6

컨테이너 표면에는 적재된 화물의 위험 여부에 따라 다양한 플래카드가 부착된다. 위험물이 적재된 컨테이너는 일반 컨테이너 별도로 관리되어야 하므로 항만 자동화 시스템의 일부로 플래카드 자동 인식에 대한 수요가 생겨나고 있다. 이 논문에서는 컨테이너의 후면을 촬영한 영상에서 플래카드의 형태적인 특징을 이용하여 자동으로 플래카드 영역을 추출하고 이를 인식하는 시스템을 제안한다. 플래카드 인식에서는 특히 컨테이너의 표면 굴곡에 의해 다양한 왜곡이 발생할 수 있으므로 영역 추출 및 인식 과정에서 주의가 필요하다. 제안하는 시스템은 플래카드가 다이아몬드 형태를 가지며, 클래스 번호가 아래 꼭지점 바로 위에 기입된다는 특징을 사용하여 관심 영역을 자동으로 추출하고, 플래카드를 자동으로 인식할 수 있다. 제안하는 시스템을 실제 이미지에 적용하였을 때 오류 없이 플래카드를 인식할 수 있었으며, 사용한 영상 분석 기법은 다양한 영상 분석 시스템에 적용될 수 있다. Various placards are attached to the surface of a container depending on the risk of the cargo loaded. Containers with dangerous goods should be managed separately from ordinary containers. Therefore, as part of the port automation system, there is a demand for automatic recognition of placards. In this paper, proposed is a system that automatically extracts the placard area based on the shape features of the placard and recognizes the contents in it. Various distortions can be caused by the surface curvature of the container, therefore, attention should be paid to the area extraction and recognition process. The proposed system can automatically extract the region of interest and recognize the placard using the feature that the placard is diamond shaped and the class number is written just above the lower vertex. When the proposed system is applied to real images, the placard can be recognized without error, and the used techniques can be applied to various image analysis systems.

날씨 정보와 아두이노를 이용한 스마트 알람 시계

허경용,김광훈,Heo, Gyeongyong,Kim, Koang Hoon 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.8

It is not easy to keep time promises in the complex daily lives. Especially, the increase in the number of vehicles causes traffic congestion in commuting time, which results in the delayed arrival and varies greatly depending on the weather conditions. In this paper, proposed is a smart alarm clock that automatically adjusts the alarm time according to weather conditions and suggests ways to deal with traffic congestion. The proposed smart alarm clock is designed to operate the functions of a normal alarm clock using touch functionality. In addition, it is designed to find weather information using open API and to automatically change alarm time to prepare for expected time delay. The proposed design was implemented based on Arduino Mega2560 and a touch TFT-LCD. WiFi module for internet connection, RTC module for clock function and MP3 player module for alarm sound playback were used together. The proposed design has been filed as a patent and is currently under review. 현대인의 복잡한 일상생활에서 시간 약속을 지키는 일은 쉽지 않다. 특히 차량의 증가는 출근 시간 교통 체증을 유발하여 지각으로 이어지고 이는 기상 상황에 따라 많은 변화를 보인다. 이 논문에서는 기상 상황에 따라 알람 시간을 자동으로 변경하여 교통 체증에 대비할 수 있도록 해주는 스마트 알람 시계를 제안한다. 제안하는 스마트 알람 시계는 일반적인 알람 시계의 기능을 터치를 통해 조작할 수 있도록 설계하였다. 여기에 오픈 API를 사용하여 날씨 정보를 알아내고 이를 활용하여 자동으로 알람 시간을 변경함으로써 예상되는 시간 지연에 대비할 수 있도록 하였다. 제안하는 설계는 아두이노 메가2560과 터치 TFT-LCD를 바탕으로 구현하였으며 인터넷 연결을 위한 WiFi 모듈, 시계 기능을 위한 RTC 모듈, 알람 소리 재생을 위해 MP3 플레이어 모듈 등이 함께 사용되었다. 제안하는 설계는 특허로 출원되어 현재 심사가 진행 중이다.