현대 사회는 혁신 기술이 급속도로 세상을 바꾸는 4차 산업혁명을 겪고 있다. 특히 지능정보기술은 기계에 인간의 고차원적 정보처리 능력을 부여하는 기술로 4차 산업 혁명의 핵심으로 크게 주목받고 있다.
이 가운데 영상처리는 인간의 인지능력 중 하나인 ‘시각’을 기계에 부여하기 위해 사용되며, 기계가 센서를 통해 올바른 정보를 취득할 수 있도록 객체 인식, 추출, 잡음 제거 등 다양한 기법들이 연구되고 있다. 이에 더욱 쉽게 접근하기 위해 영상처리가 4차 산업 혁명에서 사용되는 예시를 소개하고자 한다.
자율주행 자동차의 핵심인 영상인식
자율주행 자동차는 운전자가 목적지를 지정하면 별도의 조작 없이 스스로 운전하여 목적지까지 도달한다. 이런 시스템을 구현하기 위해서는 높은 수준의 기술을 요구하며, 그중 영상인식은 자율주행 자동차가 올바르게 주행하기 위하여 아주 중요한 역할을 맡고 있다.
자율주행 자동차는 레이더나 카메라와 같은 센서로 주변 환경과 위치를 스스로 인식하여 운전하기 때문에 정확한 데이터 수집이 중요하다. 특히 자율주행 자동차에 사용되는 카메라는 차선과 신호, 도로표지판 등 레이더로는 관측할 수 없는 정보를 판독하는 데 사용되지만, 정밀도가 낮고, 날씨와 시간에 영향을 받는 단점이 있다. 이를 최소화하기 위하여 데이터와 그림자를 판단하여 제거하는 그림자 제거 기법, 정확한 차선을 판독하기 위한 영상 추출 기법 등을 사용한다.
영상처리와 스마트팩토리의 품질측정
스마트팩토리는 전통 제조업에 ICT를 결합하여 모든 공정의 생산 데이터와 정보가 실시간으로 공유되는 최적화된 생산이 가능한 공장을 말한다. 스마트팩토리의 모든 공정은 로봇에 의해 자동으로 진행되며 특히 양품과 불량품을 선별하는 품질측정 단계에서 영상처리가 중요한 역할을 하고 있다.
품질측정 단계는 카메라를 비롯한 다양한 센서들을 통해 진행되지만, 공장의 환경을 비롯한 다양한 원인으로 센서에 오류가 발생할 수 있다. 이때 제품의 품질을 정확하게 판단하기 위해 영상처리가 사용되며, 열화된 영상에서 올바른 정보를 취득하기 위한 잡음 제거 기법, 제품의 품질을 구분하기 위한 딥러닝 기반의 영상인식 기술 등을 예로 들 수 있다.
지능형 CCTV로 강화되는 보안경비 산업
보안경비 산업은 다양한 보안 시스템을 포함한다. 그중 무인경비 서비스 분야는 크게 상용화되어 보편화함에 따라 보안을 강화하기 위해 객체 인식 기술을 접목한 지능형 CCTV를 개발하고 있다.
지능형 CCTV는 실시간으로 카메라의 영상에서 사물이나 사람의 특징적인 객체를 인식, 추적이 가능하여 CCTV의 주변 상황을 매우 효과적으로 감시할 수 있으며, 교통사고 및 교통법규위반 식별과 범죄 발생 시 용의자의 용모 및 범죄행위 식별이 가능한 범죄 예방시스템 구축에도 활용되고 있다.
또한, 일상생활에 쉽게 적용 가능한 출입 근태관리 시스템부터 CCTV 서비스를 통해 자녀 등하교길 위치 파악 등 지능형 CCTV 기술은 폭넓은 분야에서 활용되고 있다.
스마트시티
스마트시티는 사물인터넷(IoT)이나 모바일, 빅데이터, 인공지능 등 최신 ICT 기술을 접목해 도시 기능의 효율성과 안정성을 높여 교통, 환경, 에너지 문제 등 다양한 도시의 문제를 해결하는 신개념 도시를 말한다.
안전하고 편리한 도시, 즉 스마트시티의 핵심은 ‘영상 데이터’이고 따라서 영상감시 장비와 영상 분석 기술에 대한 수요가 높아지고 있다. 앞서 말한 지능형 CCTV를 비롯한 수많은 센서를 통해 데이터를 수집하여, 사건이나 사고가 발생할 경우에도 실시간으로 정보를 파악해 현장의 진행 상황을 곧바로 파악할 수 있다.
이 외에도 영상처리는 교통, 의료, 헬스케어 산업 등 생활에 밀접한 분야만 아니라 스마트 팜, 로봇과 드론, 국방 및 안보 등 현대 사회의 다양한 분야에서 전반적으로 활용되고 있으며, 4차 산업혁명과 밀접한 관계를 맺고 있다.
앞으로도 관련 기술이 향상됨에 따라 지속적인 발전이 있을 것이며, 이를 위해서 실현할 핵심기술을 파악하고 기술을 실제로 적용하기 위한 과정을 이해하는 것이 중요하다.
