Home > 전체기사

카이스트, 3차원 표정인식용 인공지능 라이트필드 카메라 개발

  |  입력 : 2022-01-07 10:10
페이스북 보내기 트위터 보내기 네이버 밴드 보내기 카카오 스토리 보내기
바이오및뇌공학과 정기훈·이도헌 교수 연구팀, 3차원 표정 인식 기술 개발

[보안뉴스 위아람 기자] KAIST(총장 이광형)는 바이오및뇌공학과 정기훈, 이도헌 교수 공동연구팀이 근적외선 기반 라이트필드 카메라와 인공지능 기술을 융합해 얼굴의 감정표현을 구분하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

▲근적외선 기반 라이트필드 카메라 모식도 [이미지=카이스트]


라이트필드 카메라는 일반적인 카메라와 다르게 미세렌즈 배열(Microlens arrays)을 이미지센서 앞에 삽입해 손에 들 수 있을 정도로 작은 크기이지만 한 번의 촬영으로 빛의 공간 및 방향 정보를 획득한다. 이를 통해 다시점 영상, 디지털 재초점, 3차원 영상 획득 등 다양한 영상 재구성이 가능하고 많은 활용 가능성으로 주목받고 있는 촬영 기술이다.

그러나 기존의 라이트필드 카메라는 실내 조명에 의한 그림자와 미세렌즈 사이의 광학 크로스토크(Optical crosstalk)에 의해 이미지의 대비도 및 3차원 재구성의 정확도가 낮아지는 한계점이 있다.

연구팀은 라이트필드 카메라에 근적외선 영역의 수직 공진형 표면 발광 레이저(VCSEL) 광원과 근적외선 대역필터를 적용해 기존 라이트필드 카메라가 갖는 조명 환경에 따라 3차원 재구성의 정확도가 낮아지는 문제를 해결했다. 이를 통해 얼굴 정면 기준 0도, 30도, 60도 각도의 외부 조명에 대해, 근적외선 대역필터를 사용한 경우 최대 54%까지 영상 재구성 오류를 줄일 수 있었다. 또 가시광선 및 근적외선 영역을 흡수하는 광 흡수층을 미세렌즈 사이에 제작하면서 광학 크로스토크를 최소화해 원시 영상의 대비도를 기존 대비 약 2.1배 정도로 획기적으로 향상하는 데 성공했다.

이를 통해 기존 라이트필드 카메라의 한계를 극복하고 3차원 표정 영상 재구성에 최적화된 근적외선 기반 라이트필드 카메라(NIR-LFC, NIR-based light-field camera) 개발에 성공했다. 연구팀은 개발한 카메라를 통해 피험자의 다양한 감정표정을 가진 얼굴의 3차원 재구성 이미지를 조명 환경과 관계없이 고품질로 획득할 수 있었다.

획득한 3차원 얼굴 이미지로부터 기계 학습을 통해 성공적으로 표정을 구분할 수 있었고, 분류 결과의 정확도는 평균 85% 정도로 2차원 이미지를 이용했을 때보다 통계적으로 유의미하게 높은 정확도를 보였다. 이뿐만 아니라, 연구팀은 표정에 따른 얼굴의 3차원 거리 정보의 상호의존성을 계산한 결과를 통해, 라이트필드 카메라가 인간이나 기계가 표정을 판독할 때 어떤 정보를 활용하는지에 대한 단서를 제공할 수 있음을 확인했다.

정기훈 교수는 “연구팀이 개발한 초소형 라이트필드 카메라는 정량적으로 인간의 표정과 감정을 분석하기 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “모바일 헬스케어, 현장 진단, 사회 인지, 인간-기계 상호작용 등의 분야에서 활용될 것”이라고 연구의 의미를 설명했다.
[위아람 기자(sw@boannews.com)]

<저작권자: 보안뉴스(www.boannews.com) 무단전재-재배포금지>

  •  
  • 0
  • 페이스북 보내기 트위터 보내기 네이버 밴드 보내기 카카오 스토리 보내기

  •  SNS에서도 보안뉴스를 받아보세요!! 
에스케어 파워비즈 배너 2022년 3월15일 시작~ 12개월 위즈디엔에스 2018 파워비즈배너 시작 11월6일 20181105-20200131
설문조사
올해 기업에서의 클라우드 도입이 본격 확산될 것으로 보이는 가운데 이에 따른 보안 이슈도 부각되고 있습니다. 클라우드 보안 강화를 위한 방안으로 가장 주목 받을 솔루션은 무엇이라고 보시나요?
CASB(Cloud Access Security Broker, 클라우드 접근 보안중개)
CSPM(Cloud Security Posture Management, 클라우드 보안 형상 관리)
CWPP(Cloud Workload Protection Platform, 클라우드 워크로드 보호 플랫폼)
기타(댓글로)