「컴퓨터가 사람의 눈을 대신한다.」
사람의 눈처럼 사물을 인식하고 판단할 수 있는 인공시각시스템 기술의 개발과 인력양성을 목표로 지난 97년 과학기술부 창의적연구진흥사업단으로 선정된 고려대 인공시각연구센터(센터장 이성환 컴퓨터학 교수)는 연구열기가 가득한 곳이다.
이 센터는 현재 외국인 1명을 포함, 포스트닥 5명과 전임연구원 1명, 박사 12명, 석사 19명 등으로 구성돼 있고 창의적인 아이디어의 활발한 교류를 위해 참여연구 인력을 공모, 총 연구인력 중 60% 이상을 외부 인력으로 채용해 센터를 개방적으로 운영하고 있다.
이 센터는 특히 생물시각시스템의 정보처리 원리에 대한 이해를 바탕으로 컴퓨터 시각 기술의 한계를 극복하고 다양한 환경을 실시간으로 분석·이해할 수 있는 인공시각 기술의 개발을 목표로 한다.
주요 연구과제는 크게 3가지로 △생물시각 기반 계산모형 연구 △컴퓨터 시각 알고리듬 연구 △능동시각시스템 연구 등이다.
생물시각 기반 계산모형 연구에서는 시각경로에서 정보처리 특성, 다해상도 변환 특성, 시선이동경로 특성, 선택적 주의집중 특성, 인지적 윤곽선 군집화 등을 중심으로 시스템의 정보처리 원리 연구에 전념하고 있다.
컴퓨터 시각 알고리듬 연구에서는 인간의 시선이동경로를 이용한 특징 추출, 이동경로에 기반을 둔 얼굴인식, 움직임 특성을 이용한 객체 추적, 다해상도 영상에서 다중객체추적 등을 중심으로 연구한다.
능동시각시스템 연구에서는 생물시각 기반 계산모형과 알고리듬을 기반으로 자동 초점조절 기능, 도약 및 완만한 추적운동 기능 등을 구현하기 위한 시스템을 연구중이다.
이 센터는 지난 5월 컴퓨터 시각 기술의 실질적 가능성을 검증하기도 했다. 센터는 지난 3년동안 연구해온 인공시각 기술을 집약해 시각장애인용 착용형 보행안내시스템 「오픈아이스(OpenEyes)」를 개발하는 성과를 올렸다.
오픈아이스는 시각장애인이 보행할 때 나타나는 주변상황에 대처하며 원하는 목적지까지 유도하는 안내 기능을 수행한다.
이 시스템은 보행자에게 통행로를 안내하는 기능, 보행중 장애물 회피 기능, 보행중 대면하는 사람의 얼굴과 표정을 인식하는 기능, 영상에 존재하는 문자를 추출하고 인식하는 기능, 시각장애인과 원활한 의사소통을 위한 음성 메시지 입출력 기능 등을 갖췄다.
하드웨어는 시각장애인이 등에 멜 수 있는 형태로 소형화하고 소비전력을 줄이기 위해 노트북컴퓨터용 소형 하드디스크를 사용했다.
영상입력장치는 주변환경을 실시간으로 입력, 분석하기 위해 저배율 카메라(wide-angle camera) 2대와 얼굴 및 문자 인식을 위한 고배율 카메라(zoomed camera) 2대를 사용하며 마이크와 이어폰을 장착했다.
소프트웨어는 스테레오 영상 입력부, 영상처리 및 인식부를 이용한 거리 분석, 장애물 분석, 얼굴 및 표정 인식, 문자 인식, 분석한 정보들을 바탕으로 보행자를 안내하는 메시지 추론부, 안내 메시지 출력부로 나뉜다.
장애물 분석은 입력되는 영상에서 현재 움직이는 방향과 주위환경에서 얻어지는 정보를 이용, 장애물과 충돌할 가능성이 있는 위험 지역을 설정하고 장애물 존재 여부와 장애물까지의 거리를 추정한다.
앞으로 센터가 집중 연구할 분야는 하드웨어 능력 극대화, 크기 소형화, 건물 안에서 제약 없는 자연 환경으로의 확대를 통해 더욱 범용적이고 편리한 보행안내시스템의 개발이다.
이 센터는 설립 후 3년이 지난 현재 50편의 국제학술지 및 학술대회 발표 논문, 43편 국내학술지 및 학술대회 발표 논문, 15건의 특허출원 및 등록 등 학술적·실용적 업적을 이뤘다.
센터는 인공시각 관련 국내외 학술대회를 주최하는 등 선진 기술의 교류와 협력을 위해 장애인 보행안내시스템 공동연구를 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 인공지능연구실(artificial intelligence laboratory)과 협의중이며 로봇 시각 분야는 스웨덴 왕립과학기술원과 공동연구를 추진중이다.
이성환 센터장은 『앞으로 다양한 환경변화에 적응하는 인공시각 기술연구를 통해 독창적인 기술혁신을 이루겠다』며 『인공시각 분야 최고 기술과 인력을 양성하는 센터로 자리매김할 것』이라고 각오를 밝혔다.
<김원배기자 adolfkim@etnews.co.kr>