:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.22 No.2 | (2022) pp.63~70

Hellinger 거리 IoU와 Objectron 적용을 기반으로 하는 객체 감지

Yong-Gil Kim

(정회원, 조선이공대학교 컴퓨터보안과)

Kyung-Il Moon

(정회원, 호남대학교 컴퓨터공학과)


2D 객체 감지 시스템은 최근 몇 년 동안 심층 신경망과 대규모 이미지 데이터세트의 사용으로 크게 개선되었지 만, 아직도 범주 내에서 데이터 부족, 다양한 외관 및 객체 형상 때문에 자율 탐색 등과 같은 로봇 공학과 관련된 응용에 서 2D 물체 감지 시스템은 적절하지 않다. 최근에 소개되고 있는 구글 Objectron 또한 증강 현실 세션 데이터를 사용하 는 새로운 데이터 파이프라인이라는 점에서 도약이라 할 수 있지만, 3D 공간에서 2D 객체 이해라는 측면에서 마찬가지 로 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 더 성숙한 2D 물체 감지 방법을 Objectron에 도입하는 3D 물체 감지 시스템을 나타낸다. 대부분의 객체 감지 방법은 경계 상자를 사용하여 객체 모양과 위치를 인코딩한다. 본 작업에서는 가우스 분포 를 사용하여 객체 영역의 확률적 표현을 탐색하는데, 일종의 확률적 IoU라 할 수 있는 Hellinger 거리를 기반으로 하는 가우스 분포에 대한 유사성 측도를 제시한다. 이러한 2D 표현은 모든 객체 감지기에 원활하게 통합할 수 있으며, 실험 결과 데이터 집합에서 주석이 달린 분할 영역에 더 가까워서 Objectron의 단점이라 할 수 있는 3D 감지 정확도를 높일 수 있다.
Although 2D Object detection has been largely improved in the past years with the advance of deep learning methods and the use of large labeled image datasets, 3D object detection from 2D imagery is a challenging problem in a variety of applications such as robotics, due to the lack of data and diversity of appearances and shapes of objects within a category. Google has just announced the launch of Objectron that has a novel data pipeline using mobile augmented reality session data. However, it also is corresponding to 2D-driven 3D object detection technique. This study explores more mature 2D object detection method, and applies its 2D projection to Objectron 3D lifting system. Most object detection methods use bounding boxes to encode and represent the object shape and location. In this work, we explore a stochastic representation of object regions using Gaussian distributions. We also present a similarity measure for the Gaussian distributions based on the Hellinger Distance, which can be viewed as a stochastic Intersection-over-Union. Our experimental results show that the proposed Gaussian representations are closer to annotated segmentation masks in available datasets. Thus, less accuracy problem that is one of several limitations of Objectron can be relaxed.
  3D Object Recognition,CNN,Gaussian,Hellinger Distance,IoU,Objectron

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