KR102613135B1 - 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 몇몇 실시예에 따라 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 시각적 측위(visual localization)를 위한 방법으로서, 이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하는 단계; 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 상기 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득하는 단계; 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
Description
본 개시내용은 영상 처리에 관한 것으로, 보다 구체적으로 비주얼 로컬라이제이션에 관한 것이다.
위치 기반 서비스(Location Based Services)에 대한 수요가 증가함에 따라 정확한 위치 정보에 대한 필요성이 높아졌다. 모바일 디바이스 및 모바일 플랫폼 상에서 위치를 확인하는 가장 일반적인 방법은 GNSS(Global Navigation Satellite System)이다. 하지만, 실내 환경에서 GNSS 신호는 장애물에 의해 차단될 수 있기 때문에, 실외 환경에서만 용이하게 사용될 수 있다는 제한 사항이 존재한다.
실내에서의 위치 인식을 수행하기 위한 다양한 기술들이 제안되었지만 다수의 실내 위치 인식 기법들은 무선신호를 이용한 핑거 프린팅(Finger Printing) 기반 위치 인식 알고리즘을 넘어서지 못하고 있는 것이 현실이다. 이러한 방법에서는 수집된 Wi-Fi RSS(수신 신호 강도) 또는 MFS(자기장 강도)와 관련된 데이터가 핑거 프린팅 데이터 베이스의 데이터와 비교된다. 핑거 프린팅 기반 시스템은 구축하기 쉽다는 장점이 있지만, 신호 패턴 자체가 시스템 환경 변화에 영향을 받기 때문에 양호한 성능을 유지하기가 어려울 수 있다. 이런 핑거 프린팅 기반 시스템의 결함을 극복하기 위해 Optical, RFID(Radio Frequency Identification), Bluetooth Beacons, ZigBee, Pseudo Satellite 등을 포함한 많은 대안이 제안되었지만, 이러한 대안들 또한 복잡한 실내 환경 상에서 높은 정확도를 달성하기는 어렵다는 평가를 받고 있다.
최근에는 실내 환경에서도 높은 정확성을 가지는 위치 추정을 구현하기 위한 대안으로 VPS(Visual Positioning System: 시각적 위치결정 시스템)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. VPS 기술은 비주얼 로컬라이제이션(Visual localization) 기술로도 표현될 수 있으며, 이러한 비주얼 로컬라이제이션은 실내 또는 실외에서 촬영된 이미지를 사용하여 디바이스의 현재 위치 또는 포즈(pose)를 추정하는 기술을 의미한다. 디바이스(혹은 카메라)의 포즈 추정(Pose estimation)이란 동적으로 변하는 카메라 시점의 이동(Translation) 및 회전(Rotation) 정보 등을 결정하는 것이다. 혼합현실(Mixed reality), 증강현실(Augmented Reality), 로봇 내비게이팅(Robot navigating) 및 3D 장면 재구성(3-Dimensional Scene Reconstruction) 등 다양한 활용 분야로 이러한 카메라 포즈 추정 기술이 활용되고 있다.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 인공지능 기반의 모델을 이용하여 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위함이다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 개시의 몇몇 실시예에 따라, 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 시각적 측위(visual localization)를 위한 방법으로서, 이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하는 단계; 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 상기 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득하는 단계; 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 쿼리 데이터를 획득하는 단계는, 상기 디바이스로부터 상기 이미지, 상기 깊이 맵 및 디바이스의 정보를 수신하는 단계; 상기 디바이스의 정보에 포함된 상기 디바이스의 이미지 카메라와 깊이 카메라 간의 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 이미지의 신(scene)과 상기 깊이 맵의 신이 대응되도록 상기 깊이 맵을 정렬시킨(aligned) 정렬된 깊이 맵을 획득하는 단계; 및 상기 디바이스의 정보에 대응되는 사전 결정된 제 2 함수를 이용하여, 상기 정렬된 깊이 맵의 스케일이 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 참조 깊이 맵의 스케일에 대응되도록, 상기 정렬된 깊이 맵을 변환시킨 변환 깊이 맵을 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 쿼리 데이터를 획득하는 단계는, 상기 디바이스로부터 상기 이미지를 수신하는 단계; 및 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여, 상기 이미지로부터 상기 깊이 맵을 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 복수의 비교 데이터들을 획득하는 단계는, 상기 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 이미지로부터 획득된 상기 이미지의 특징점 정보와 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터에 포함된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 제 1 이미지 비교 데이터를 획득하는 제 1 단계; 상기 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 깊이 맵으로부터 획득된 상기 깊이 맵의 특징점 정보와 상기 제 1 참조 이미지에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 제 1 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 2 단계; 및 상기 이미지의 특징점 정보와 상기 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와 상기 제 1 참조 이미지의 특징점 정보와 상기 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 3 단계;중 둘 이상의 단계를 포함하고, 상기 복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 상기 제 1 이미지 비교 데이터, 상기 제 1 깊이 맵 비교 데이터 또는 상기 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터 중 둘 이상을 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계는 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 N 참조 데이터의 제 N 이미지 비교 데이터, 제 N 깊이 맵 비교 데이터 및 제 N 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득할 때까지 반복 수행되고, 상기 N은 자연수이고 그리고 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들의 개수 이하인 값에 대응될 수 있다.
대안적으로, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계는 직렬적 또는 병렬적으로 수행되고, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계가 직렬적으로 수행되는 경우, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계의 처리 순서는 순차적 또는 비순차적일 수 있다.
대안적으로, 상기 복수의 비교 데이터들 중에서 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 상기 복수의 비교 데이터들의 각각에 포함된 매칭 특징점 정보 또는 매칭 컨피던스(confidence) 정보 중 적어도 하나로부터 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들을 획득하는 단계; 및 산출된 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터가 존재하는 경우, 상기 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계; 상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 reprojection error의 값들을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 reprojection error의 값들 중에서 사전 결정된 제 1 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계; 상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계; 상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득하는 단계; 상기 깊이 맵과 상기 추정 깊이 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 1 유효 값들을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 제 1 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 2 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계; 상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계; 상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득하는 단계; 사전 학습된 특성 맵(feature map) 획득 모델을 이용하여 상기 추정 깊이 맵들 각각의 제 1 추정 특성 맵들을 획득하는 단계; 상기 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득하는 단계; 상기 제 1 추정 특성 맵들과 상기 제 1 추정 특성 맵들에 대응되는 상기 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 2 유효 값들을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 제 2 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 3 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계; 상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계; 상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득하는 단계; 상기 이미지와 상기 추정 이미지들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 3 유효 값들을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 제 3 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 4 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는, 상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계; 상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계; 상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득하는 단계; 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 추정 이미지들 각각의 제 2 추정 특성 맵들을 획득하는 단계; 상기 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득하는 단계; 상기 제 2 추정 특성 맵들과 상기 제 2 추정 특성 맵들에 대응되는 상기 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 4 유효 값들을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 제 4 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 5 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터는, 상기 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보; 상기 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보 -상기 제 1 참조 깊이 맵은 상기 제 1 참조 이미지에 대응됨-; 상기 제 1 참조 이미지의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 이미지의 디스크립터(descriptor) 정보; 상기 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보; 및 상기 제 1 참조 이미지 및 상기 제 1 참조 깊이 맵에 대응되는 제 1 참조 디바이스의 포즈에 관한 정보;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델은, 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 이미지에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
대안적으로, 상기 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델은, 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 깊이 맵에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
대안적으로, 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 시각적 측위(visual localization)를 위한 컴퓨팅 장치의 프로세서로 하여금 이하의 단계들을 수행하기 위한 명령들을 포함하며, 상기 단계들은: 이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하는 단계; 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 상기 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득하는 단계; 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 시각적 측위(visual localization)를 위한 컴퓨팅 장치에 있어서, 적어도 하나의 코어를 포함하는 프로세서; 상기 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리; 및 네트워크부;를 포함하고,상기 프로세서는, 이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하고, 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 상기 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득하고, 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하고, 그리고 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 기법은 인공지능 기반의 모델을 이용하여 비주얼 로컬라이제이션을 수행할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 네트워크 함수를 예시적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점과 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 비교한 도면이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도를 도시한다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 네트워크 함수를 예시적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점과 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 비교한 도면이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
그리고, “A 또는 B 중 적어도 하나”이라는 용어는, “A만을 포함하는 경우”, “B 만을 포함하는 경우”, “A와 B의 구성으로 조합된 경우”를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
본 개시내용에서의 제 1, 제 2, 또는 제 3 과 같이 제 N 으로 표현되는 용어들은 복수의 엔티티들을 구분하기 위해 사용된다. 예를 들어, 제 1 과 제 2로 표현된 엔티티들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제 1-1, 제 1-2로 표현되는 용어들 그리고 제 2-1, 제 2-2로 표현되는 용어들 또한 복수의 엔티티들을 서로 구분하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시내용에서 비주얼 로컬라이제이션은 실내 또는 실외에서 촬영된 이미지를 사용하여 디바이스의 현재 위치 또는 포즈(pose)를 추정하는 기술을 의미한다. 디바이스의 포즈는 디바이스의 위치 정보 및 방향 정보를 포함할 수 있다. 디바이스의 위치 정보는 디바이스가 존재하는 좌표를 포함할 수 있다. 디바이스의 방향 정보는 디바이스의 방향 및/또는 각도 중 적어도 하나에 관련된 데이터를 포함할 수 있다. 디바이스(혹은 카메라)에 대한 포즈 추정(Pose estimation)이란 동적으로 변하는 카메라 시점의 이동(Translation) 및 회전(Rotation) 정보 등을 결정하는 것이다. 비주얼 로컬라이제이션에 대한 제한이 아닌 예시적인 구현 방식으로서, VPS (Visual Positioning System)이 활용될 수 있다.
본 개시내용에서의 쿼리 데이터 내의 쿼리 이미지는 디바이스에 의해 촬영된 이미지를 포함하며, 컴퓨팅 장치(예컨대, 서버 등)에 저장된 참조(reference) 이미지와 상기 쿼리 이미지를 이용하여 상기 쿼리 이미지에 대응되는 디바이스의 포즈가 결정 또는 추정될 수 있다.
본 개시내용에서의 참조 이미지(또는, 참조 깊이 맵)는 이미지를 촬영한 디바이스의 포즈 추정을 위해 사용되는 사전 저장된 이미지(또는, 깊이 맵)를 포함할 수 있다. 참조 이미지(또는, 참조 깊이 맵)는 예를 들어 증강현실 또는 가상현실 등을 구현하기 위해 특정한 지역에서의 촬영된 실제 이미지들(또는, 실제 깊이 맵들)을 포함할 수 있다. 이러한 참조 이미지(또는, 참조 깊이 맵)는 컴퓨팅 장치에 저장될 수 있다. 참조 이미지에 맵핑된 메타데이터 또한 사용자 디바이스의 포즈 추정에 활용될 수 있다.
본 개시내용에서의 쿼리 데이터에 포함될 수 있는 메타데이터는 비주얼 로컬라이제이션을 수행하는데 있어서 사용되는 부가 정보를 의미할 수 있다. 일례로, 메타데이터는 디바이스와 관련된 정보, 특징점들의 픽셀 좌표정보, 특징점들의 디스크립터(descriptor), 이미지로부터 획득된 랜드마크 정보, 이미지로부터 획득된 문자 정보 등과 같이 이미지 이외의 부가 정보를 포함할 수 있다. 일례로, 이미지 및/또는 참조 이미지의 메타데이터를 활용함으로써, 이미지와 매칭될 참조 이미지의 후보군이 축소될 수 있다. 다른 예시로, 이미지 및/또는 참조 이미지의 메타데이터를 활용함으로써, 보다 적합한 카메라 포즈 추정 방식이 사용될 수 있다.
본 개시내용에서의 포즈는 예를 들어, 사용자 디바이스(예컨대, 카메라를 포함하는 디바이스)의 위치 및/또는 방향 중 적어도 하나를 포함하는, 비주얼 로컬라이제이션을 통해 획득되는 결과 정보를 의미할 수 있다.
다른 예시로, 본 개시내용에서의 포즈는 예를 들어, 사용자의 외형 및/또는 동작에 대응되는 상태 정보를 포함할 수도 있다. 이러한 예시에서 포즈는 사용자의 포즈를 추정하기 위한 알고리즘을 포함하는 딥러닝 모듈 및/또는 모델에 의해 획득될 수 있다. 이러한 예시에서 포즈는 비주얼 로컬라이제이션 및/또는 Inverse Kinematics에 기초하여 획득될 수도 있다.
본 개시내용에서의 상대 카메라 포즈는 비주얼 로컬라이제이션에 의해 결정된 포즈를 기준으로 하는 상대적인 개념의 포즈 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비주얼 로컬라이제이션에 의해 결정된 포즈는 절대 포즈로 지칭될 수 있으며, 이러한 절대 포즈에서의 3차원 좌표값을 기준점으로 하는 상대적인 좌표 값이 상대 카메라 포즈와 대응될 수 있다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다.
본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 본 개시내용의 실시예들을 구현하기 위한 시스템을 구성하는 임의의 형태의 노드를 의미할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 형태의 사용자 단말 또는 임의의 형태의 서버를 의미할 수 있다.
서버는 예를 들어, 마이크로프로세서, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 프로세서, 휴대용 디바이스 및 디바이스 제어기 등과 같은 임의의 타입의 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에서 전술한 서버는 참조 이미지 및 참조 이미지에 대응되는 메타 데이터, 3D 맵 등을 저장 및 관리하는 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 저장부는 서버 내에 포함되거나 혹은 서버의 관리 하에 존재할 수 있다. 다른 예시로, 저장부는 서버 외부에 존재하여 서버와 통신가능한 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우 서버와는 상이한 다른 외부 서버에 의해 저장부가 관리 및 제어될 수 있다.
전술한 컴퓨팅 장치(100)의 컴포넌트들은 예시적인 것으로 일부가 제외될 수 있거나 또는 추가 컴포넌트가 포함될 수도 있다. 일례로, 전술한 컴퓨팅 장치(100)가 사용자 단말을 포함하는 경우, 출력부(미도시) 및 입력부(미도시)가 상기 컴퓨팅 장치(100)의 범위 내에 포함될 수 있다.
본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 예를 들어, 디지털 트윈 서버 및/또는 VPS 서버를 포함할 수 있다.
본 개시내용에서의 사용자 디바이스(예를 들어, 디바이스(200) 등)는 쿼리 데이터를 생성하기 위한 장치를 의미할 수 있다. 사용자 디바이스에 의해 촬영된 정보에 쿼리 이미지를 포함하는 쿼리 데이터가 포함될 수 있다. 이러한 사용자 디바이스에서 촬영된 쿼리 이미지는 컴퓨팅 장치(예컨대, 서버) 내에서의 참조 이미지와의 비교를 위해 사용될 수 있으며, 이에 따라 사용자 디바이스의 촬영 시점에서의 포즈가 결정될 수 있다.
본 개시내용에서의 사용자 디바이스(예를 들어, 디바이스(200) 등)는 카메라 및/또는 라이다를 포함하는 임의의 형태의 이동식 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스는 HMD(Head Mounted Device), AR(Augmented Reality) 글래스 및/또는 VR(Virtual Reality) 글래스를 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 사용자 디바이스(예를 들어, 디바이스(200) 등)와 컴퓨팅 장치(100)를 구분하여, 컴퓨팅 장치(100)가 사용자 디바이스로부터의 촬영 정보를 전달받아, 사용자 디바이스의 포즈를 추정하기 위한 비주얼 로컬라이제이션에 대한 방법론이 설명될 것이다. 다만, 쿼리 데이터를 생성하는 사용자 디바이스에서 비주얼 로컬라이제이션을 수행하는 실시예 또한 본 개시내용의 범위 내에 포함될 수 있다. 이러한 실시예에서는 사용자 디바이스가 컴퓨팅 장치(100)의 역할을 적어도 일부 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 적어도 하나의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석 및/또는 처리를 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시내용의 일 실시예에 따른 비주얼 로컬라이제이션의 방법론들을 지원하기 위한 방법론들을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수도 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피쳐 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치들의 프로세서들을 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수도 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망에 대한 동작들은 도 2와 관련하여 후술될 것이다.
추가적으로, 프로세서(110)는 통상적으로 컴퓨팅 장치(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 컴퓨팅 장치(100)에 포함된 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 데이터, 정보, 또는 신호 등을 처리하거나 저장부에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 컴퓨팅 장치(100)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 본 개시의 실시예들에 따른 동작을 수행하도록 하는 컴퓨터 소프트웨어를 저장하는 저장매체 일 수 있다. 따라서, 메모리(130)는 본 개시내용에 실시예들을 수행하는 데 필요한 소프트웨어 코드, 코드의 실행 대상이 되는 데이터, 코드의 실행 결과를 저장하기 위한 컴퓨터 판독 매체들을 의미할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 임의의 타입의 저장 매체를 의미할 수 있다 예를 들어, 메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시내용에서 사용되는 메모리(130)는 전술한 예시들로 제한되지 않는다.
본 개시내용에서의 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는 월드와이드웹(WWW: World Wide Web) 기반으로 동작할 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다.
본 개시내용에서의 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 형태의 사용자 단말 및/또는 임의의 형태의 서버를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 실시예들은 서버 및/또는 사용자 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
프로세서(110)는 이미지 및/또는 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득할 수 있다.
이미지는 촬상 장치(예를 들어, 디바이스(200) 등)를 통해 획득되는 적어도 하나의 영상일 수 있다. 이미지는 깊이 맵을 제외한 다양한 이미지들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지는 2D 이미지, 흑백 이미지, 컬러 이미지 등을 포함할 수 있다. 다만, 이미지는 이에 한정되지 않는다.
깊이 맵은 이미지(예를 들어, 디바이스(200)에서 촬영한 이미지 등) 내에 존재하는 각 픽셀에 해당하는 삼차원의 값과 이미지에 대응되는 이미지 평면(image plane)과의 상대적인 거리를 구분하여 나타낸 이미지 또는 정보일 수 있다. 따라서, 깊이 맵은 특정 이미지를 촬영하는 위치로부터 피사체의 표면(예를 들어, 객체 등)까지의 거리와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 깊이 맵은 깊이 맵에 대응되는 메타 데이터를 포함할 수 있다.
메타 데이터는 시각적 측위(visual localization)를 수행하는데 있어서 사용되는 부가 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 메타 데이터는 촬영 장치(예를 들어, 디바이스(200) 등)와 관련된 정보, 특징점들의 픽셀 좌표정보, 특징점들의 디스크립터(설명자, descriptor), 이미지(예를 들어, 디바이스(200)에서 촬영한 이미지 등)에서 촬영한 이미지 등)에 포함된 객체의 위치정보, 이미지(예를 들어, 디바이스(200)에서 촬영한 이미지 등)로부터 획득된 랜드마크 정보, 이미지로부터 획득된 문자 정보 등과 같이 이미지 이외의 부가 정보를 포함할 수 있다.
삼차원의 값은 이미지(예를 들어, 디바이스(200)에서 촬영한 이미지 등) 내에 존재하는 각 픽셀에 해당하는 값을 삼차원(three dimension)으로 표현한 값일 수 있다.
이미지 평면은 이미지, 영역 등을 촬영하기 위해 배치된 장치(예를 들어, 디바이스(200) 등)의 화면에 대응될 수 있다.
추가적으로, 프로세서(110)는 디바이스(200)로부터 이미지, 깊이 맵 및 디바이스(200)의 정보를 수신할 수 있다. 디바이스(200)의 정보는 디바이스(200)에 포함된 이미지 카메라 및 깊이 카메라에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)의 정보는 이미지 카메라를 통해 이미지를 획득할 때, 이미지 카메라에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 디바이스(200)의 정보는 깊이 카메라를 통해 깊이 맵을 획득할 때, 깊이 카메라에 관한 정보를 포함할 수 있다. 깊이 카메라는 특정 영역에 대한 3차원의 거리 정보를 이용하여 깊이 맵을 획득하는 카메라일 수 있다. 예를 들어, 깊이 카메라는 광선패턴, 적외선 등을 이용한 카메라일 수 있다. 다만, 깊이 카메라의 종류는 이에 한정되지 않는다.
프로세서(110)는 디바이스(200)의 정보에 포함된 디바이스(200)의 이미지 카메라와 깊이 카메라 간의 상대 카메라 포즈에 기초하여, 이미지의 신(scene)과 깊이 맵의 신이 대응되도록 깊이 맵을 정렬시킨(aligned) 정렬된 깊이 맵을 획득할 수 있다.
상대 카메라 포즈는 2개의 카메라(예를 들어, 이미지 카메라 및 깊이 카메라) 간에 상대적인 상대 위치 정보 및 상대 방향 정보를 포함할 수 있다. 상대 위치 정보는 2개의 카메라 간에 상대적인 좌표를 포함할 수 있다. 상대 방향 정보는 2개의 카메라 간에 상대적인 방향 및/또는 각도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 디바이스(200)의 정보에 포함된 디바이스(200)의 이미지 카메라와 깊이 카메라 간의 상대 위치 정보에 기초하여, 이미지의 신(scene)과 깊이 맵의 신이 대응되도록 깊이 맵을 정렬시킨(aligned) 정렬된 깊이 맵을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 디바이스(200)의 정보에 대응되는 사전 결정된 제 2 함수를 이용하여, 정렬된 깊이 맵의 스케일이 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 참조 깊이 맵의 스케일에 대응되도록, 정렬된 깊이 맵을 변환시킨 변환 깊이 맵을 획득할 수 있다. 사전 결정된 제 2 함수는 입력되는 깊이 맵을 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 참조 깊이 맵의 스케일에 대응되도록 변환시키는 다양한 방식의 함수일 수 있다.
추가적으로, 프로세서(110)는 디바이스(200)로부터 이미지를 수신할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여, 이미지로부터 깊이 맵을 획득할 수 있다.
깊이 획득 모델은 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 구축된 신경망일 수 있다. 깊이 획득 모델은 이미지로부터 깊이 맵을 획득하도록 학습된 모델일 수 있다. 예를 들어, 깊이 획득 모델은 DPS-Net(Deep Plane Sweep Network) 모델 및/또는 DenseDepth 모델 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
DPS-Net 모델은 평면 스윕 알고리즘(plane sweep algorithm)을 사용하여 심층 특징들로부터 비용 부피를 설정하고, 이를 정규화 함으로써 깊이 맵을 획득할 수 있는 모델일 수 있다. 평면 스윕 알고리즘은 선분의 집합(예를 들어, 다각형 등)에서 선분 사이의 교점(intersection)을 구하는 알고리즘일 수 있다. 구체적으로, DPS-Net 모델은 카메라로 촬영된 기준선들(baselines)을 갖는 이웃한 연속 이미지들로부터 3D 점들의 특징 추출(feature extraction) 부분, 다시점(여러 시점) 이미지용 비용 부피(cost volume) 생성 네트워크, 문맥 인식(context-aware)과 관련된 합성곱 층 구조를 갖는 비용 집계(cost aggregation) 부분, 그리고 CNN을 통하여 깊이 맵을 유추하는 깊이맵 회귀(regression) 부분을 포함하여 구성될 수 있다.
DenseDepth 모델은 인코더 및 디코더를 포함하여 구성될 수 있다. DenseDepth 모델은 입력 데이터에 대한 특징 추출, 다운 샘플링(down-sampling), 결합, 업 샘플링 (up-sampling) 등의 일련 과정을 통하여 최종적으로 깊이 맵을 재구성하는 작업을 수행할 수 있다. DenseDepth 모델은 입력된 이미지(예를 들어, RGB 이미지, 그레이 스케일 이미지 등)를 인코더 파트를 통해 특징 추출과 다운 샘플링 과정을 수행할 수 있다. 그리고 DenseDepth 모델은 디코더 파트를 통해 추출된 특징들에 대한
연쇄(concatenation) 연산과 이미지의 사이즈를 참조하여 업 샘플링 과정을 수행할 수 있다. DenseDepth 모델은 정답 레이블인 깊이 맵 정보와 손실 함수를 통하여 얻은 손실 값을 최소화하는 방향으로 가중치가 업데이트될 수 있다. DenseDepth 모델을 통하여 생성된 깊이 맵 추정데이터와 정답 레이블에 해당되는 깊이 맵 데이터 간에 대한 품질 비교는 SSIM(structural similarity index metric), PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio), 배경 잡음(Background Noise), 물체 경계면에서의 프로파일 특성 등의 지표들의 분석을 통하여 이루어질 수 있다. 다만, 깊이 획득 모델은 이에 한정되지 않으며, 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 구축된 다양한 깊이 맵 획득 기술에 따른 신경망을 포함할 수 있다.
또한, 깊이 획득 모델은 깊이 맵 관련 데이터셋을 이용하여 학습이 사전에 수행될 수 있다. 깊이 맵 관련 데이터셋은 깊이 획득 모델의 학습 및 검증을 수행하기 위한 데이터의 집합을 의미할 수 있다. 깊이 맵 관련 데이터셋은 깊이 맵 관련 학습 데이터셋 및/또는 깊이 맵 관련 검증 데이터셋을 포함할 수 있다. 깊이 맵 관련 학습 데이터셋은 깊이 획득 모델의 학습 과정에서 학습에 사용되는 데이터의 집합일 수 있다. 깊이 맵 관련 검증 데이터셋은 깊이 획득 모델을 평가하기 위해 사용되는 데이터의 집합일 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득할 수 있다.
사전 저장된 복수의 참조 데이터들은 각각 참조 이미지의 특징점 정보, 참조 깊이 맵의 특징점 정보, 참조 이미지의 디스크립터 정보, 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보 및/또는 참조 디바이스의 포즈에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보, 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보, 제 1 참조 이미지의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 이미지의 디스크립터(descriptor) 정보, 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보 및/또는 제 1 참조 이미지 및 제 1 참조 깊이 맵에 대응되는 제 1 참조 디바이스의 포즈에 관한 정보를 포함할 수 있다. 제 1 참조 깊이 맵은 제 1 참조 이미지에 대응될 수 있다.
참조 이미지의 특징점 정보는 참조 이미지의 적어도 하나의 특징점을 포함할 수 있다. 참조 이미지의 적어도 하나의 특징점은 참조 이미지에서 특징이 되는 부분들 각각에 대한 좌표일 수 있다.
참조 깊이 맵의 특징점 정보는 참조 깊이 맵의 적어도 하나의 특징점을 포함할 수 있다. 참조 깊이 맵의 적어도 하나의 특징점은 참조 깊이 맵에서 특징이 되는 부분들 각각에 대한 좌표일 수 있다.
참조 이미지의 디스크립터 정보는 참조 이미지의 적어도 하나의 특징점 각각을 설명하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 참조 이미지의 디스크립터 정보는 참조 이미지에 포함된 적어도 하나의 특징점 각각의 방향성, 크기 및/또는 주변 픽셀 간의 관계에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
참조 깊이 맵의 디스크립터 정보는 참조 깊이 맵의 적어도 하나의 특징점 각각을 설명하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보는 참조 깊이 맵에 포함된 적어도 하나의 특징점 각각의 방향성, 크기 및/또는 주변 픽셀 간의 관계에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
참조 디바이스의 포즈에 관한 정보는 참조 디바이스의 위치 정보 및 참조 디바이스의 방향 정보를 포함할 수 있다. 참조 디바이스의 위치 정보는 참조 디바이스가 존재하는 좌표를 포함할 수 있다. 참조 디바이스의 방향 정보는 참조 디바이스의 방향 및/또는 각도 중 적어도 하나에 관련된 데이터를 포함할 수 있다.
사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델은 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 이미지에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델은 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 깊이 맵에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
특징점 정보는 입력된 이미지 및 깊이 맵에서 획득되는 특징(feature)과 관련된 정보일 수 있다. 예를 들어, 특징점 정보는 적어도 하나의 특징점 및/또는 디스크립터(descriptor)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 특징점은 이미지 및 깊이 맵에서 특징이 되는 부분들 각각에 대한 좌표일 수 있다. 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점 각각을 설명하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점 각각의 방향성, 크기 및/또는 적어도 하나의 특징점 각각의 주변 픽셀 간의 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 특징점 획득 모델은 이미지 특징점 관련 데이터셋을 이용하여 학습이 사전에 수행될 수 있다. 이미지 특징점 관련 데이터셋은 제 1 특징점 획득 모델의 학습 및 검증을 수행하기 위한 데이터의 집합을 의미할 수 있다. 이미지 특징점 관련 데이터셋은 이미지 특징점 관련 학습 데이터셋 및/또는 이미지 특징점 관련 검증 데이터셋을 포함할 수 있다. 이미지 특징점 관련 학습 데이터셋은 제 1 특징점 획득 모델의 학습 과정에서 학습에 사용되는 데이터의 집합일 수 있다. 이미지 특징점 관련 검증 데이터셋은 제 1 특징점 획득 모델을 평가하기 위해 사용되는 데이터의 집합일 수 있다.
또한, 제 2 특징점 획득 모델은 깊이 맵 특징점 관련 데이터셋을 이용하여 학습이 사전에 수행될 수 있다. 깊이 맵 특징점 관련 데이터셋은 제 2 특징점 획득 모델의 학습 및 검증을 수행하기 위한 데이터의 집합을 의미할 수 있다. 깊이 맵 특징점 관련 데이터셋은 깊이 맵 특징점 관련 학습 데이터셋 및/또는 깊이 맵 특징점 관련 검증 데이터셋을 포함할 수 있다. 깊이 맵 특징점 관련 학습 데이터셋은 제 2 특징점 획득 모델의 학습 과정에서 학습에 사용되는 데이터의 집합일 수 있다. 깊이 맵 특징점 관련 검증 데이터셋은 제 2 특징점 획득 모델을 평가하기 위해 사용되는 데이터의 집합일 수 있다.
프로세서(110)는 깊이 맵(예를 들어, 디바이스(200)로부터 획득된 깊이 맵, 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여 이미지로부터 획득된 깊이 맵, 변환 깊이 맵, 참조 깊이 맵 등)의 깊이 범위(depth range)에 기초하여 깊이 맵의 경계 영역을 획득할 수 있다.
예를 들어, 깊이 범위는 사전 결정된 범위에 기초하여 초기 깊이 범위에서 컷오프(cut-off) 되어 결정될 수 있다. 깊이 맵의 깊이 범위는 사전 결정된 범위에 기초하여 깊이 맵의 초기 깊이 범위에서 컷오프 되어 결정될 수 있다. 컷오프는 무한대의 값을 가지는 깊이를 유한한 범위로 나타내기 위해, 초기 깊이 범위를 사전 결정된 범위로 한정하는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 사전 결정된 범위에 기초하여 깊이 맵의 초기 깊이 범위에서 컷오프하여 깊이 맵의 깊이 범위를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 획득한 깊이 맵의 깊이 범위에 기초하여 깊이 맵의 경계 영역을 획득할 수 있다.
다른 예를 들어, 깊이 범위는 사전 결정된 범위로 매핑(mapping)하는 매핑 함수를 이용하여 산출될 수 있다. 깊이 맵의 깊이 범위는 사전 결정된 범위로 매핑하는 매핑 함수를 이용하여 산출될 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 사전 결정된 범위로 매핑하는 매핑 함수를 이용하여 깊이 맵의 깊이 범위를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 획득한 깊이 맵의 깊이 범위에 기초하여 깊이 맵의 경계 영역을 획득할 수 있다.
깊이 맵의 경계 영역은 깊이 맵의 깊이 범위의 영역과 깊이 맵의 깊이 범위를 벗어나는 영역 사이의 경계에 위치하는 영역을 의미할 수 있다.
프로세서(110)는 깊이 맵의 깊이 범위를 벗어나는 영역의 값은 0으로 처리할 수 있다. 이 경우, 깊이 맵의 깊이 범위의 최대 값과 깊이 맵의 깊이 범위를 벗어나는 영역의 값의 차이의 크기는 특징점으로 판단될 정도의 크기로 발생할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 특징점 획득 모델(예를 들어, 제 2 특징점 획득 모델 등)을 이용하여 특징점을 획득하는 경우, 실제 특징점이 아닌 깊이 맵을 처리하면서 생긴 오류로 인하여 생성되는 가짜(false) 특징점이 경계 영역에서 특징점으로 획득될 수 있다.
프로세서(110)는 적어도 하나의 특징점(예를 들어, 디바이스(200)로부터 획득된 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점, 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여 이미지로부터 획득된 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점, 변환 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점, 참조 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점 등) 중에서 경계 영역에 존재하는 적어도 하나의 경계 특징점을 제거하여 최종 특징점을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 오류로 인하여 생성된 가짜 특징점인 경계 특징점을 제거함으로써, 실제 특징점들만 포함하는 적어도 하나의 최종 특징점을 획득할 수 있다. 따라서, 깊이 맵(예를 들어, 디바이스(200)로부터 획득된 깊이 맵, 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여 이미지로부터 획득된 깊이 맵, 변환 깊이 맵, 참조 깊이 맵 등)으로부터 획득되는 특징점 정보(예를 들어, 쿼리 특징점 정보, 참조 특징점 정보 등)는 적어도 하나의 최종 특징점을 포함할 수 있다.
추가적으로, 프로세서(110)는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 이미지로부터 획득된 이미지의 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터에 포함된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 제 1 이미지 비교 데이터를 획득하는 제 1 단계를 수행할 수 있다.
제 1 이미지 비교 데이터는 이미지의 특징점 정보와 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 획득되는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 제 1 이미지 비교 데이터는 이미지의 특징점 정보와 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 서로 대응되는 특징점에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 이미지 비교 데이터는 이미지의 특징점 정보와 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 서로 대응되지 않는 특징점에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 깊이 맵으로부터 획득된 깊이 맵의 특징점 정보와 제 1 참조 이미지에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 제 1 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 2 단계를 수행할 수 있다.
제 1 깊이 맵 비교 데이터는 깊이 맵의 특징점 정보와 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득되는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 제 1 깊이 맵 비교 데이터는 깊이 맵의 특징점 정보와 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 서로 대응되는 특징점에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 깊이 맵 비교 데이터는 깊이 맵의 특징점 정보와 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 서로 대응되지 않는 특징점에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 이미지의 특징점 정보와 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와 제 1 참조 이미지의 특징점 정보와 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 3 단계를 수행할 수 있다.
제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터는 쿼리 비교 데이터와 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 획득되는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터는 쿼리 비교 데이터와 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 서로 대응되는 특징점에 대한 데이터일 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터는 쿼리 비교 데이터와 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 서로 대응되지 않는 특징점에 대한 데이터일 수 있다.
프로세서(110)는 앞서 상술한 제 1 단계, 제 2 단계 및/또는 제 3 단계 중 둘 이상의 단계를 수행할 수 있다.
복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 제 1 이미지 비교 데이터, 제 1 깊이 맵 비교 데이터 또는 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터 중 둘 이상을 포함할 수 있다.
제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계는 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 N 참조 데이터의 제 N 이미지 비교 데이터, 제 N 깊이 맵 비교 데이터 및 제 N 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득할 때까지 반복 수행될 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계를 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 N 참조 데이터의 제 N 이미지 비교 데이터, 제 N 깊이 맵 비교 데이터 및 제 N 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득할 때까지 반복 수행할 수 있다. N은 자연수이고 그리고 사전 저장된 복수의 참조 데이터들의 개수 이하인 값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 디바이스(200)로부터 위치 정보(예를 들어, GPS 값 등)을 수신한 경우, 사전 저장된 복수의 참도 데이터들에 포함된 위치 정보와 디바이스(200)로부터 수신한 위치 정보를 비교함으로써, 쿼리 데이터와 사전 저장된 복수의 참도 데이터들 간의 매칭 횟수를 줄일 수 있다. 이러한 경우는 N이 사전 저장된 복수의 참조 데이터의 개수보다 적을 수 있다.
제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계는 직렬적 또는 병렬적으로 수행될 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계를 직렬적 또는 병렬적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 제 1 단계를 수행한 후에 제 2 단계를 수행하고 제 2 단계를 수행한 후에 제 3 단계를 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(110)는 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계를 같이 수행할 수 있다.
제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계가 직렬적으로 수행되는 경우, 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계의 처리 순서는 순차적 또는 비순차적일 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 순차적 또는 비순차적으로 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계를 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 제 1 단계를 제일 먼저 수행한 후에 제 2 단계를 수행하고 제 2 단계를 수행한 후에 제 3 단계를 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(110)는 제 2 단계를 제일 먼저 수행한 후, 제 1 단계를 수행하고 제 1 단계를 수행한 후, 제 3 단계를 수행할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정할 수 있다.
사전 결정된 제 1 함수는 입력되는 비교 데이터로부터 점수를 획득하는 다양한 방식의 함수일 수 있다.
기준 비교 데이터는 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는데 기준이 되는 데이터일 수 있다.
추가적으로, 프로세서(110)는 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 복수의 비교 데이터들의 각각에 포함된 매칭 특징점 정보 및/또는 매칭 컨피던스(confidence) 정보 중 적어도 하나로부터 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들을 획득할 수 있다.
매칭 특징점 정보는 쿼리 특징점 정보와 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여 서로 대응되는 특징점과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매칭 특징점 정보는 쿼리 특징점 정보와 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여 서로 대응되는 특징점의 개수 및/또는 서로 대응되지 않는 특징점의 개수를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 매칭 특징점 정보는 쿼리 특징점 정보와 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여 서로 대응되는 특징점의 매칭 대상에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일례로, 쿼리 특징점 정보에 포함된 제 1 쿼리 특징점과 참조 특징점 정보들 중 제 1 참조 특징점 정보에 포함된 제 1 참조 특징점이 서로 대응되는 경우, 매칭 특징점 정보는 제 1 쿼리 특징점이 제 1 참조 특징점과 매칭된다는 정보를 포함할 수 있다.
매칭 컨피던스 정보는 쿼리 특징점 정보와 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여 서로 대응되는 특징점의 정확도와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매칭 컨피던스 정보는 서로 대응되는 특징점 및 특징점을 설명하기 위한 디스크립터에 기초하여 획득된 특징점 간의 매칭 정확도를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 디스크립터의 벡터의 크기를 1로 고정시킬 수 있다. 이 경우, 2개의 특징점 간에 특징(feature)이 유사한 경우, 2개의 디스크립터의 벡터의 방향은 서로 유사할 수 있다.
프로세서(110)는 비교할 2개의 특징점의 디스크립터 벡터 간의 내적(inner product) 값을 산출할 수 있다. 내적은 두 벡터를 표준기저벡터로 나타내었을 때 각 성분끼리의 곱의 합일 수 있다. 2개의 특징점의 특징이 서로 유사할수록 2개의 디스크립터 벡터 간의 내적 값은 1에 가까워질 수 있다. 그리고, 2개의 특징점의 특징이 서로 달라질수록 2개의 디스크립터 벡터 간의 방향이 달라지므로, 2개의 디스크립터 벡터 간의 내적 값은 1과 멀어질 수 있다.
프로세서(110)는 디스크립터의 벡터 간의 내적 값에 기초하여 대응 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 디스크립터의 벡터 간의 내적 값이 특정 임계 값(예를 들어, 0.5 등)을 초과하는 경우, 2개의 특징점은 서로 대응되는 것으로 결정할 수 있다. 프로세서(110)는 2개의 특징점의 대응 여부가 결정된 경우, 대응 여부에 대한 결과를 매칭 특징점 정보로 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 디스크립터의 벡터 간의 내적 값을 특정 알고리즘(예를 들어, 사전 결정된 함수 등)을 이용하여 0과 1 사이의 값으로 변환하여 매칭 컨피던스 정보를 획득할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 사전 학습된 매칭 특징점 및 매칭 컨피던스 획득 모델을 이용하여 매칭 특징점 정보 및/또는 매칭 컨피던스 정보를 획득할 수 있다. 사전 학습된 매칭 특징점 및 매칭 컨피던스 획득 모델은 쿼리 특징점 정보와 참조 특징점 정보로부터 매칭 특징점 정보 및/또는 매칭 컨피던스 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다. 예를 들어, 매칭 특징점 및 매칭 컨피던스 획득 모델은 SuperGlue를 포함할 수 있지만, 모델의 종류는 이에 한정되지 않는다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치(예를 들어, 60, 70 등) 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 기준 비교 데이터를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터가 존재하는 경우, 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다.
추정 포즈들은 복수의 특징 비교 데이터들 각각에 포함된 쿼리 데이터와 관련된 디바이스(200)의 카메라 포즈, 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 각각과 관련된 참조 디바이스의 카메라 포즈 및/또는 복수의 특징 비교 데이터들 각각에 포함된 쿼리 데이터와 관련된 디바이스(200)와 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 각각과 관련된 참조 디바이스 간의 상대 카메라 포즈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상대 카메라 포즈는 디바이스(200) 및 참조 디바이스가 정의하는 카메라 좌표계 간의 좌표 변환을 통해 획득될 수 있다.
프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 reprojection error의 값들을 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 추정 포즈들 및 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 제 1 참조 이미지의 제 1 참조 3D 좌표 값에 기초하여 제 1 참조 3D 좌표 값을 쿼리 이미지 평면 상에 사영(projection) 시킴으로써, 제 1 참조 이미지의 제 1 참조 2D 좌표 값을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 제 1 참조 2D 좌표 값과 쿼리 이미지의 쿼리 2D 좌표 값들을 각각 비교하여 제 1 reprojection error의 값을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 제 1 특정 비교 데이터에 서로 대응되는 복수의 제 1 특징점들이 존재하는 경우, 제 1 특정 비교 데이터의 reprojection error의 값을 복수의 제 1 특징점들 각각의 reprojection error의 값들의 합으로 결정할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 디바이스(200)의 카메라 정보에 기초하여, 복수의 포즈 추정 알고리즘들 중 비주얼 로컬라이제이션을 수행하는데 사용되는 포즈 추정 알고리즘을 결정할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)에 대한 포즈 추정은 reprojection error를 최소화시키는 방향으로 6DoF(Six degrees of freedom)를 추정할 수 있다. 6DoF는 3차원 공간에서 운동하는 물체의 여섯 가지 회전 및 병진 동작 요소일 수 있다.
일례로, 카메라의 내부 파라미터가 주어지지 않은 경우(즉, uncalibrated 카메라인 경우), 포즈 추정 알고리즘은 Direct Linear Transformation (DLT) 방법론을 사용하여, 회전 매트릭스(rotation matrix)의 엘리먼트들, 병진 벡터(translation vector)의 엘리먼트들 및 카메라의 내부 파라미터 들을 미지수로 포함하는 reprojection error 방정식을 선형 방정식으로 변경하고 그리고 QR decomposition을 통해 회전 매트릭스, 병진 벡터 및 카메라 매트릭스를 추정할 수 있다.
일례로, 카메라의 내부 파라미터가 주어진 경우(즉, calibrated 카메라인 경우), 포즈 추정 알고리즘은 Perspective-n-Point(PnP) 방법론을 사용하여, 비선형 방정식인 reprojection error를 선형 방정식으로 변형시키는 DLT와는 상이하게, 비선형 방정식인 reprojection error를 Gauss-Newton 방법론 또는 Levenberg-Marquardt 방법론 등을 이용하여 직접 풀어내는 방식으로 포즈 추정을 수행할 수 있다. 이러한 예시에서 대표적인 PnP 방법론으로 P3P, EPnP, SQPnP 방법 론 등이 존재할 수 있다.
추가적인 예시에서, 전술한 DLT와 PnP 방법론들은 참조 특징점 정보에 포함된 참조 특징점들의 3D 좌표의 부정확성이나 특징점들의 부정확성에서 기인하는 카메라 포즈의 에러를 최소화시키기 위해서 RANSAC을 도입할 수도 있다.
프로세서(110)는 산출된 상기 reprojection error의 값들 중에서 사전 결정된 제 1 기준(예를 들어, 값이 가장 높은 경우, 값이 가장 낮은 경우 등)에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 3D 모델을 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 촬상 장치(예를 들어, 디바이스(200) 등)를 이용하여 스캔 또는 촬영된 임의의 공간(예를 들어, 디바이스(200)로부터 수신한 이미지 및/또는 깊이 맵과 관련된 공간)에 대한 공간 정보를 획득할 수 있다.
촬상 장치는 광학적인 화상을 감지하고 전기적인 신호로 변환하여 컴퓨팅 장치(100)에 입력하기 위한 임의의 형태의 장비를 의미할 수 있다. 예를 들어, 촬상 장치는 스캐너, Lidar 및/또는 비전 센서(vision sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 촬상 장치를 포함하거나, 무선 또는 유선으로 외부의 촬상 장치와 연동될 수 있다.
공간 정보는 특정한 공간 내부에 대한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 공간 정보는 임의의 공간에 존재하는 임의의 형태의 객체에 대한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 공간 정보는 촬상 장치로부터 임의의 공간에 존재하는 객체까지의 거리, 방향 및/또는 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 공간 정보는 객체의 색상, 온도, 물질 분포 및/또는 농도의 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 객체는 상태를 나타내는 상태 데이터 및 상태 데이터에 관련된 동작(예를 들어, 절차, 방법, 기능 등) 데이터를 포함하는 소프트웨어 모듈을 의미할 수 있다. 예를 들어, 객체는 기본 객체, 이동체 및/또는 사전 결정된 특정 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 공간 정보에 기초하여 색상 데이터 및/또는 위치 데이터를 포함하는 점군(point cloud) 정보를 생성할 수 있다.
점군 정보는 3차원 공간(예를 들어, 3D 모델 등) 상에서의 점들의 집합을 나타내는 정보를 의미할 수 있다. 점군 정보는 임의의 공간에 존재하는 기본 객체에 대한 색상 및/또는 위치와 관련된 측점들의 위치 정보를 의미할 수 있다. 기본 객체는 이동체 및 사전 결정된 특정 객체를 제외한 객체일 수 있다. 따라서, 점군 정보는 조명, 이동체 또는/및 사전 결정된 특정 객체 중 적어도 하나와 관련된 정보가 제거된 정보일 수 있다. 조명 정보는 라이트(light)와 관련된 정보일 수 있다. 이동체는 영구적으로 고정되지 않고 특정한 시점이나 특정한 상황에서 움직임이 가능한 객체일 수 있다. 예를 들어, 이동체는 이동이 가능한 객체(예를 들어, 자동차, 자전거 등)일 수 있다. 사전 결정된 특정 객체는 이동체가 아닌 부동체인 객체(예를 들어, 식물)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사전 결정된 특정 객체는 사용자가 설정한 객체일 수 있다.
또한, 점군 정보는 색상 데이터 및/또는 위치 데이터를 포함할 수 있다. 색상 데이터는 임의의 공간에 존재하는 객체의 색상과 관련된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 색상 데이터는 임의의 공간에 존재하는 객체의 RGB 컬러 값을 포함하는 버텍스 컬러(vertex color) 값을 포함할 수 있다. 다만, 색상 데이터는 이에 한정되지 않고, 색상을 나타내는 다양한 값을 포함할 수 있다.
위치 데이터는 임의의 공간에 존재하는 객체의 위치와 관련된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 데이터는 임의의 공간에 존재하는 객체의 x, y, z의 위치 좌표를 포함할 수 있다. 다만, 위치 데이터는 전술한 예시로 그 의미가 한정되지 않고, 객체의 위치 또는 깊이를 나타내는 다양한 값을 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 점군 정보에 기초하여 3D 모델을 생성할 수 있다.
3D 모델은 점군 정보에 기초하여 임의의 공간에 대응되도록 3차원으로 생성된 모델로, 점군 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 점군 정보에 포함된 점군을 메시(mesh) 단위로 변경하여 임의의 공간에 대응되는 3차원으로 형성된 3D 모델을 생성할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 점군 정보에 포함된 점군을 다른 다양한 단위들로 변경하여 3D 모델을 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(110)는 점군 정보에 포함된 점군으로 형성된 3D 모델을 생성할 수 있다. 따라서, 프로세서(110)는 점군 정보에 포함된 점군을 변경하지 않고 그대로 사용하여 3D 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 임의의 공간은 촬상 장치를 이용하여 스캔 또는 촬영된 공간으로, 디바이스(200)로부터 수신한 이미지 및/또는 깊이 맵과 관련된 공간일 수 있다.
프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 추정된 디바이스(200)의 카메라 포즈들에 기초하여 가상 디바이스들의 위치 정보 및 방향 정보를 각각 결정할 수 있다. 가상 디바이스들은 3D 모델에 배치되고, 특정 영역을 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 가상 디바이스들 각각의 위치 정보는 가상 디바이스들이 존재하는 좌표(예를 들어, 가상 디바이스의 3D 모델 상에서의 좌표)를 포함할 수 있다. 가상 디바이스들 각각의 방향 정보는 가상 디바이스가 바라보는 방향 및/또는 각도(예를 들어, 가상 디바이스의 3D 모델 상에서의 방향 및/또는 각도) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 가상 디바이스의 위치 정보 및 방향 정보에 기초하여 3D 모델에 가상 디바이스를 배치할 수 있다. 프로세서(110)는 디바이스(200)로부터 디바이스(200)의 카메라 정보를 획득하는 경우, 디바이스(200)의 카메라 정보에 기초하여 3D 모델의 환경에 적용되는 가상 디바이스의 세팅(예를 들어, 카메라의 사양(specification) 등)을 결정할 수 있다.
디바이스(200)의 카메라 정보는 특정 영역을 촬영하기 위한 카메라의 정보일 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)의 카메라 정보는 카메라의 위치 정보 및/또는 방향 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 디바이스(200)의 카메라 정보는 디바이스(200)의 하드웨어 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)의 카메라 정보는 특정 영역과의 초점거리(focal length) 정보, 주점(principal point) 정보, 렌즈 정보 및/또는 '센서 및/또는 필름 정보'중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 초점거리 정보는 디바이스(200)의 주점으로부터 촬영하고자 하는 특정 영역까지의 거리에 관한 정보일 수 있다. 주점 정보는 주평면(principal plane)이 광축에 교차하는 점에 관한 정보일 수 있다. 렌즈 정보는 디바이스(200)의 카메라에 적용된 렌즈의 왜곡과 관련된 정보일 수 있다. 필름 정보는 디바이스(200)의 카메라에 적용된 필름의 사이즈와 관련된 정보일 수 있다. 센서 정보는 디바이스(200)의 카메라에 적용되는 카메라 센서와 관련된 정보일 수 있다. 프로세서(110)는 디바이스(200)의 센서 또는 필름 정보에 기초하여 가상 디바이스를 통해 획득되는 깊이 맵 및/또는 이미지의 종횡비(가로와 세로의 비율)를 결정할 수 있다. 다만, 디바이스(200)의 카메라 정보는 이에 한정되지 않으며, 다양한 카메라 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득할 수 있다.
추정 깊이 맵들은 가상 디바이스들 각각에서 촬영한 이미지 내에 존재하는 각 픽셀에 해당하는 삼차원의 값과 가상 디바이스들 각각에서 촬영한 이미지에 대응되는 이미지 평면(image plane)과의 상대적인 거리를 구분하여 나타낸 이미지 또는 정보일 수 있다. 따라서, 추정 깊이 맵들은 특정 이미지를 촬영하는 위치로부터 피사체의 표면(예를 들어, 객체 등)까지의 거리와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 추정 깊이 맵들은 추정 깊이 맵들에 대응되는 메타 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추정 깊이 맵들에 대응되는 메타 데이터는 가상 디바이스와 관련된 정보, 특징점들의 픽셀 좌표정보, 특징점들의 디스크립터(설명자, descriptor), 가상 디바이스에서 촬영한 이미지에 포함된 객체의 위치정보, 가상 디바이스에서 촬영한 이미지로부터 획득된 랜드마크 정보 및/또는 가상 디바이스에서 촬영한 이미지로부터 획득된 문자 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 깊이 맵과 추정 깊이 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 1 유효 값들을 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 pixel-wise 연산을 이용하여, 깊이 맵 및 추정 깊이 맵들로부터 제 1 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
Pixel-wise 연산은 깊이 맵과 추정 깊이 맵들 간에 서로 대응되는 픽셀 별로 차이 값을 산출하는 방식일 수 있다. 프로세서(110)는 제 1 픽셀 별 차이 값들 중에서 사전 결정된 기준(예를 들어, 10이상 차이 등)에 해당하는 차이 값의 개수를 제 1 유효 값으로 결정할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(110)는 neighborhood 연산을 이용하여, 깊이 맵 및 추정 깊이 맵들로부터 제 2 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
neighborhood 연산은 깊이 맵의 각 픽셀별로 사전 결정된 범위(예를 들어, 기준 픽셀로부터 1픽셀, 2픽셀 등) 내에 존재하는 픽셀들을 이용하여 깊이 맵과 추정 깊이 맵 간에 서로 대응되는 픽셀 별 차이 값을 산출하는 방식일 수 있다. 예를 들어, neighborhood 연산은 깊이 맵의 제 1 픽셀의 사전 결정된 범위 내에 존재하는 픽셀들(예를 들어, 제 1 픽셀, 제 2 픽셀, 제 3 픽셀, 제 4 픽셀 등)과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀 간의 차이 값들(예를 들어, 깊이 맵의 제 1 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀과의 차이 값, 깊이 맵의 제 2 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀과의 차이 값, 깊이 맵의 제 3 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀과의 차이 값, 깊이 맵의 제 4 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀과의 차이 값 등) 중에서 최소 값(또는, 중간 값, 최대 값 등)을 깊이 맵의 제 1 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀 간의 차이로 결정할 수 있다. neighborhood 연산은 앞선 깊이 맵의 제 1 픽셀과 추정 깊이 맵의 제 1 픽셀 간의 차이를 결정하는 과정을 반복하여 깊이 맵과 추정 깊이 맵 간의 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 제 2 픽셀 별 차이 값들 중에서 사전 결정된 기준(예를 들어, 20이상 차이 등)에 해당하는 차이 값의 개수를 제 1 유효 값으로 결정할 수 있다.
픽셀 별 차이 값들(예를 들어, 제 1 픽셀 별 차이 값들, 제 2 픽셀 별 차이 값들 등)은 각 픽셀에서 위치와 관련된 값의 차이일 수 있다. 다만, 제 1 픽셀 별 차이 값들 및/또는 제 2 픽셀 별 차이 값들은 이에 한정되지 않으며, 다양한 정보의 차이를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 제 1 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 2 기준(예를 들어, 가장 높은 값, 가장 낮은 값 등)에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다.
프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵(feature map) 획득 모델을 이용하여 추정 깊이 맵들 각각의 제 1 추정 특성 맵들을 획득할 수 있다.
특성 맵 획득 모델은 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 깊이 맵으로부터 특성 맵을 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 구축된 신경망일 수 있다. 특성 맵 획득 모델은 특성 맵 관련 데이터셋을 이용하여 학습이 사전에 수행될 수 있다. 특성 맵 관련 데이터 셋은 특성 맵 획득 모델의 학습 및 검증을 수행하기 위한 데이터의 집합을 의미할 수 있다. 특성 맵 관련 데이터셋은 특성 맵 관련 학습 데이터셋 및/또는 특성 맵 관련 검증 데이터셋을 포함할 수 있다. 특성 맵 관련 학습 데이터셋은 특성 맵 획득 모델의 학습 과정에서 학습에 사용되는 데이터의 집합일 수 있다. 특성 맵 관련 검증 데이터셋은 특성 맵 획득 모델을 평가하기 위해 사용되는 데이터의 집합일 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 제 1 추정 특성 맵들과 제 1 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 2 유효 값들을 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 앞서 상술한 pixel-wise 연산 또는 neighborhood 연산을 이용하여, 제 1 추정 특성 맵들과 제 1 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들로부터 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(110)는 제 1 추정 특성 맵들의 픽셀 중에서 컨피던스(정확도, 신뢰도)에 기초하여 선택된 적어도 하나의 픽셀과 선택된 적어도 하나의 픽셀에 대응되는 제 1 참조 특성 맵의 픽셀을 비교하여 차이 값을 획득할 수 있다. 일례로, 프로세서(110)는 제 1 추정 특성 맵들의 픽셀 중에서 컨피던스가 사전 결정된 기준(예를 들어, 10 등)을 초과하는 픽셀에 대해서만 비교를 수행하여 차이 값을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 픽셀 별 차이 값들 중에서 사전 결정된 기준(예를 들어, 20이상 차이 등)에 해당하는 차이 값의 개수를 제 2 유효 값으로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 제 2 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 3 기준(예를 들어, 가장 높은 값, 가장 낮은 값 등)에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다.
프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 이미지와 추정 이미지들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 3 유효 값들을 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 앞서 상술한 pixel-wise 연산 또는 neighborhood 연산을 이용하여, 이미지와 추정 이미지들로부터 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 픽셀 별 차이 값들 중에서 사전 결정된 기준(예를 들어, 20이상 차이 등)에 해당하는 차이 값의 개수를 제 3 유효 값으로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 상기 제 3 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 4 기준(예를 들어, 가장 높은 값, 가장 낮은 값 등)에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다.
프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다.
프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 추정 이미지들 각각의 제 2 추정 특성 맵들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 제 2 추정 특성 맵들과 제 2 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 4 유효 값들을 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 앞서 상술한 pixel-wise 연산 또는 neighborhood 연산을 이용하여, 제 2 추정 특성 맵들과 제 2 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들로부터 픽셀 별 차이 값들을 획득할 수 있다.
다른 예를 들어, 프로세서(110)는 제 2 추정 특성 맵들의 픽셀 중에서 컨피던스(정확도, 신뢰도)에 기초하여 선택된 적어도 하나의 픽셀과 선택된 적어도 하나의 픽셀에 대응되는 제 2 참조 특성 맵의 픽셀을 비교하여 차이 값을 획득할 수 있다. 일례로, 프로세서(110)는 제 2 추정 특성 맵들의 픽셀 중에서 컨피던스가 사전 결정된 기준(예를 들어, 10 등)을 초과하는 픽셀에 대해서만 비교를 수행하여 차이 값을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 픽셀 별 차이 값들 중에서 사전 결정된 기준(예를 들어, 20이상 차이 등)에 해당하는 차이 값의 개수를 제 4 유효 값으로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 상기 제 4 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 5 기준(예를 들어, 가장 높은 값, 가장 낮은 값 등)에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 쿼리 데이터와 관련된 디바이스(200)의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
디바이스(200)의 위치는 디바이스(200)에서 이미지 및/또는 깊이 맵을 촬영하는 경우, 디바이스(200)의 좌표에 대응될 수 있다. 디바이스(200)의 포즈는 이미지 및/또는 깊이 맵을 촬영하는 경우, 디바이스(200)의 방향 및/또는 각도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디바이스(200)는 서버 또는 다른 컴퓨팅 장치와 상호작용 가능한 임의의 형태의 단말을 포함할 수 있다. 디바이스(200)는 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), PDA(personal digital assistants), 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC) 및 울트라북(ultrabook)을 포함할 수 있다.
추가적으로, 디바이스(200)는 이미지 및 깊이 맵을 생성하기 위한 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 포함할 수 있다. 따라서, 디바이스(200)는 이미지 및/또는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 생성하여 컴퓨팅 장치(100)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(200)는 광학적인 화상을 감지하고 전기적인 신호로 변환하여 컴퓨팅 장치(100)에 전달하기 위한 임의의 형태의 장비를 의미할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)는 카메라, 스캐너, Lidar 및/또는 비전 센서(vision sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 디바이스(예를 들어, 디바이스(200))를 포함하거나, 무선 또는 유선으로 외부의 디바이스(예를 들어, 디바이스(200))와 연동될 수도 있다.
네트워크는 컴퓨팅 장치(100) 및 디바이스(200)가 서로 임의의 형태의 데이터 및 신호를 송수신할 수 있는 임의의 유무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 네트워크를 통해 디바이스(200)로부터 쿼리 이미지를 수신할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.
본 개시내용에서, 특징점 획득 모델, 깊이 획득 모델, 매칭 특징점 및 매칭 컨피던스 획득 모델 및 특성 맵 획득 모델은 인공지능 기반 모델에 대응될 수 있다. 본 개시내용의 추가적인 실시예에서, 카메라의 포즈(예를 들어, 카메라 포즈, 상대 카메라 포즈 등)를 추정하는데 인공지능 기반 모델이 사용될 수도 있다.
본 개시내용에 걸쳐, 인공지능 기반 모델, 모델, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.
신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.
신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.
최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
뉴럴 네트워크는 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning), 반지도 학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 지도 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비지도 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비지도 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다.
데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.
데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.
비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.
데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(110)는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 쿼리 데이터 및/또는 참조 데이터에 포함된 이미지(10)로부터 적어도 하나의 특징점(11) 및/또는 적어도 하나의 디스크립터를 획득할 수 있다. 적어도 하나의 특징점(11)은 이미지(10)에서 특징이 되는 부분들 각각에 대한 좌표를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점(11) 각각을 설명하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점(11) 각각의 방향성, 크기 및/또는 주변 픽셀 간의 관계에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 프로세서(110)는 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 쿼리 데이터 및/또는 참조 데이터에 포함된 깊이 맵(20)로부터 적어도 하나의 특징점(21) 및/또는 적어도 하나의 디스크립터를 획득할 수 있다. 적어도 하나의 특징점(21)은 깊이 맵(20)에서 특징이 되는 부분들 각각에 대한 좌표를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점(21) 각각을 설명하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 디스크립터는 적어도 하나의 특징점(21) 각각의 방향성, 크기 및/또는 주변 픽셀 간의 관계에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에 의해 이미지에서 획득된 적어도 하나의 특징점과 깊이 맵에서 획득된 적어도 하나의 특징점을 비교한 도면이다.
도 5를 참조하면, 프로세서(110)는 이미지의 특징점 정보와 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 쿼리 비교 데이터를 획득할 수 있다. 쿼리 비교 데이터는 대응 특징점 및/또는 대응 특징점에 대응되는 적어도 하나의 디스크립터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(110)는 도 3의 이미지(10)에서 획득된 적어도 하나의 특징점(11)과 도 4의 깊이 맵(20)에서 획득된 적어도 하나의 특징점(21)을 비교하여 서로 대응되는 적어도 하나의 대응 특징점(31) 및/또는 대응 특징점(31)에 대응되는 적어도 하나의 디스크립터를 획득할 수 있다. 대응 특징점(31)은 이미지(30) 또는 도 4의 깊이 맵(20) 상에 표시될 수 있다.
도 3 내지 도 5에서 상술된 특징점(11, 21, 31)은 편의상 하나의 특징점에 대해서만 가리키고 있지만, 실제로는 이미지(10, 30) 또는 깊이 맵(20) 각각에 포함된 특징점들의 전체를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 이미지(10)에서 획득된 적어도 하나의 특징점(11)은 이미지(10)에 표시된 모든 특징점들을 의미할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 4의 깊이 맵(20)에서 획득된 적어도 하나의 특징점(21)은 깊이 맵(20)에 표시된 모든 특징점들을 의미할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 도 5의 이미지(30)에서 획득된 적어도 하나의 대응 특징점(31)은 이미지(30)에 표시된 모든 대응 특징점들을 의미할 수 있다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 비주얼 로컬라이제이션을 수행하기 위한 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 프로세서(110)는 이미지 및 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득할 수 있다(S110).
프로세서(110)는 디바이스로부터 이미지, 깊이 맵 및 디바이스의 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(110)는 디바이스의 정보에 포함된 디바이스의 이미지 카메라와 깊이 카메라 간의 상대 위치 정보에 기초하여, 이미지의 신(scene)과 깊이 맵의 신이 대응되도록 상기 깊이 맵을 정렬시킨(aligned) 정렬된 깊이 맵을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 디바이스의 정보에 대응되는 사전 결정된 제 2 함수를 이용하여, 정렬된 깊이 맵의 스케일이 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 참조 깊이 맵의 스케일에 대응되도록, 정렬된 깊이 맵을 변환시킨 변환 깊이 맵을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 디바이스로부터 상기 이미지를 수신할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여, 이미지로부터 깊이 맵을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델 및 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 쿼리 데이터의 쿼리 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터들의 참조 특징점 정보들을 각각 비교하여, 복수의 비교 데이터들을 획득할 수 있다(S120).
프로세서(110)는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 이미지로부터 획득된 이미지의 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터에 포함된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보를 비교하여 제 1 이미지 비교 데이터를 획득하는 제 1 단계를 수행할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 깊이 맵으로부터 획득된 깊이 맵의 특징점 정보와 상기 제 1 참조 이미지에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 제 1 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 2 단계를 수행할 수 있다.
프로세서(110)는 이미지의 특징점 정보와 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와 제 1 참조 이미지의 특징점 정보와 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 제 1 참조 비교 데이터를 비교하여 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 제 3 단계를 수행할 수 있다.
프로세서(110)는 제 1 단계, 제 2 단계 및/또는 제 3 단계 중 둘 이상의 단계를 수행할 수 있다.
복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 제 1 이미지 비교 데이터, 제 1 깊이 맵 비교 데이터 및/또는 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터 중 둘 이상을 포함할 수 있다.
제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계는 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 N 참조 데이터의 제 N 이미지 비교 데이터, 제 N 깊이 맵 비교 데이터 및 제 N 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득할 때까지 반복 수행될 수 있다. N은 자연수이고 그리고 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들의 개수 이하인 값에 대응될 수 있다.
제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계는 직렬적 또는 병렬적으로 수행될 수 있다.
제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계가 직렬적으로 수행되는 경우, 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계의 처리 순서는 순차적 또는 비순차적일 수 있다.
프로세서(110)는 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정할 수 있다(S130).
프로세서(110)는 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 복수의 비교 데이터들의 각각에 포함된 매칭 특징점 정보 또는 매칭 컨피던스(confidence) 정보 중 적어도 하나로부터 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들을 획득할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 기준 비교 데이터를 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터가 존재하는 경우, 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 reprojection error의 값들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 reprojection error의 값들 중에서 사전 결정된 제 1 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다. 프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 깊이 맵과 추정 깊이 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 1 유효 값들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 제 1 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 2 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다. 프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵(feature map) 획득 모델을 이용하여 추정 깊이 맵들 각각의 제 1 추정 특성 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 제 1 추정 특성 맵들과 제 1 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 2 유효 값들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 제 2 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 3 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다. 프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 이미지와 추정 이미지들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 3 유효 값들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 제 3 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 4 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 추정 포즈들에 기초하여 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치할 수 있다. 프로세서(110)는 가상 디바이스들을 이용하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 추정 이미지들 각각의 제 2 추정 특성 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 제 2 추정 특성 맵들과 제 2 추정 특성 맵들에 대응되는 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 4 유효 값들을 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 제 4 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 5 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 기준 비교 데이터로 결정할 수 있다.
프로세서(110)는 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정할 수 있다(S140).
사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터는 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보, 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보 -제 1 참조 깊이 맵은 제 1 참조 이미지에 대응됨-, 제 1 참조 이미지의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 이미지의 디스크립터(descriptor) 정보, 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보, 제 1 참조 이미지 및 제 1 참조 깊이 맵에 대응되는 제 1 참조 디바이스의 포즈에 관한 정보를 포함할 수 있다.
사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델은 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 이미지에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델은 입력된 특정 데이터에 포함된 특정 깊이 맵에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습될 수 있다.
프로세서(110)는 디바이스(200)의 위치 및/또는 포즈 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스 위치 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(110)는 생성된 디바이스 위치 정보를 네트워크부(150)를 이용하여 디바이스(200)로 전송할 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 장치(100)는 디바이스 위치 정보를 디바이스(200)에 전송함으로써, 디바이스(200)의 사용자가 현재 위치 및/또는 포즈를 인식하도록 할 수 있다.
도 6에 도시되는 단계들은 예시적인 단계들이다. 따라서, 본 개시내용의 사상의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 도 6의 단계들 중 일부가 생략되거나 추가적인 단계들이 존재할 수 있다는 점 또한 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 도 6에 기재된 구성들(예를 들어, 컴퓨팅 장치(100), 디바이스(200) 등)에 관한 구체적인 내용은 앞서 도 1 내지 도 5를 통해 설명한 내용으로 대체될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 비교 데이터들 중에서 기준 비교 데이터를 결정함으로써, 디바이스의 위치 또는 포즈를 보다 정확하게 추정하고 결정할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 장치(100)는 다양한 인공지능 기반의 모델을 사용하여 쿼리 데이터와 사전 저장된 참조 데이터들을 비교함으로써, 매칭 정확도가 높아지고, 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈를 보다 정확하게 추정하고 결정할 수 있다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)－이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음－, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 값들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (18)
- 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 시각적 측위(visual localization)를 위한 방법으로서,
이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하는 단계;
사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 이미지로부터 획득된 상기 이미지의 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터에 포함된 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계;
사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 깊이 맵으로부터 획득된 상기 깊이 맵의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 이미지들에 대응되는 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계-상기 복수의 참조 이미지들 중 하나의 참조 이미지는 상기 복수의 참조 깊이 맵들 중 하나의 참조 깊이 맵에 대응됨-;
상기 이미지의 특징점 정보와 상기 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와, 상기 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 비교하여 획득된 복수의 참조 비교 데이터를 각각 비교하여 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계;
사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하는 단계-상기 복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 제 1 이미지 비교 데이터, 제 1 깊이 맵 비교 데이터 및 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 포함함-; 및
상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 쿼리 데이터를 획득하는 단계는,
상기 디바이스로부터 상기 이미지, 상기 깊이 맵 및 디바이스의 정보를 수신하는 단계;
상기 디바이스의 정보에 포함된 상기 디바이스의 이미지 카메라와 깊이 카메라 간의 상대 위치 정보에 기초하여, 상기 이미지의 신(scene)과 상기 깊이 맵의 신이 대응되도록 상기 깊이 맵을 정렬시킨(aligned) 정렬된 깊이 맵을 획득하는 단계; 및
상기 디바이스의 정보에 대응되는 사전 결정된 제 2 함수를 이용하여, 상기 정렬된 깊이 맵의 스케일이 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들에 포함된 참조 깊이 맵의 스케일에 대응되도록, 상기 정렬된 깊이 맵을 변환시킨 변환 깊이 맵을 획득하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 쿼리 데이터를 획득하는 단계는,
상기 디바이스로부터 상기 이미지를 수신하는 단계; 및
사전 학습된 깊이 획득 모델을 이용하여, 상기 이미지로부터 상기 깊이 맵을 획득하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계는 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 N 참조 데이터의 제 N 이미지 비교 데이터, 제 N 깊이 맵 비교 데이터 및 제 N 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득할 때까지 반복 수행되고,
상기 N은 자연수이고 그리고 상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들의 개수 이하인 값에 대응되는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계는 직렬적 또는 병렬적으로 수행되고,
상기 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계가 직렬적으로 수행되는 경우, 상기 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계, 및 상기 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계의 처리 순서는 순차적 또는 비순차적인,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 비교 데이터들 중에서 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 상기 복수의 비교 데이터들의 각각에 포함된 매칭 특징점 정보 또는 매칭 컨피던스(confidence) 정보 중 적어도 하나로부터 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들을 획득하는 단계; 및
산출된 상기 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터가 존재하는 경우, 상기 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계;
상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 reprojection error의 값들을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 reprojection error의 값들 중에서 사전 결정된 제 1 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계;
상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계;
상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득하는 단계;
상기 깊이 맵과 상기 추정 깊이 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 1 유효 값들을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 제 1 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 2 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계;
상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계;
상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 깊이 맵들을 획득하는 단계;
사전 학습된 특성 맵(feature map) 획득 모델을 이용하여 상기 추정 깊이 맵들 각각의 제 1 추정 특성 맵들을 획득하는 단계;
상기 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득하는 단계;
상기 제 1 추정 특성 맵들과 상기 제 1 추정 특성 맵들에 대응되는 상기 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 2 유효 값들을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 제 2 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 3 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계;
상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계;
상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득하는 단계;
상기 이미지와 상기 추정 이미지들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 3 유효 값들을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 제 3 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 4 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 사전 결정된 임계치 이상의 점수에 해당하는 하나 이상의 비교 데이터에 기초하여 상기 기준 비교 데이터를 결정하는 단계는,
상기 산출된 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들 중에서 상기 임계치 이상의 점수에 해당하는 복수의 특정 비교 데이터들이 존재하는 경우, 상기 복수의 특정 비교 데이터들에 기초하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 포즈들을 산출하는 단계;
상기 추정 포즈들에 기초하여 상기 추정 포즈들 각각에 대응되는 가상 디바이스들을 사전 생성된 3D 모델에 배치하는 단계;
상기 가상 디바이스들을 이용하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 추정 이미지들을 획득하는 단계;
사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 추정 이미지들 각각의 제 2 추정 특성 맵들을 획득하는 단계;
상기 사전 학습된 특성 맵 획득 모델을 이용하여 상기 참조 데이터들의 참조 특성 맵들을 획득하는 단계;
상기 제 2 추정 특성 맵들과 상기 제 2 추정 특성 맵들에 대응되는 상기 참조 특성 맵들을 각각 비교하여 상기 복수의 특정 비교 데이터들 각각의 제 4 유효 값들을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 제 4 유효 값들 중에서 사전 결정된 제 5 기준에 해당하는 하나의 특정 비교 데이터를 상기 기준 비교 데이터로 결정하는 단계;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 제 1 참조 데이터는,
상기 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 이미지의 특징점 정보;
상기 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 획득된 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보 -상기 제 1 참조 깊이 맵은 상기 제 1 참조 이미지에 대응됨-;
상기 제 1 참조 이미지의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 이미지의 디스크립터(descriptor) 정보;
상기 제 1 참조 깊이 맵의 특징점 정보에 대응되는 제 1 참조 깊이 맵의 디스크립터 정보; 및
상기 제 1 참조 이미지 및 상기 제 1 참조 깊이 맵에 대응되는 제 1 참조 디바이스의 포즈에 관한 정보;
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델은,
입력된 특정 데이터에 포함된 특정 이미지에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습되는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델은,
입력된 특정 데이터에 포함된 특정 깊이 맵에서 특징점 정보를 획득하도록 딥러닝 또는 머신러닝을 통해 사전에 학습되는,
방법.
- 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 시각적 측위(visual localization)를 위한 컴퓨팅 장치의 프로세서로 하여금 이하의 단계들을 수행하기 위한 명령들을 포함하며, 상기 단계들은:
이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하는 단계;
사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 이미지로부터 획득된 상기 이미지의 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터에 포함된 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하는 단계;
사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 깊이 맵으로부터 획득된 상기 깊이 맵의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 이미지들에 대응되는 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계-상기 복수의 참조 이미지들 중 하나의 참조 이미지는 상기 복수의 참조 깊이 맵들 중 하나의 참조 깊이 맵에 대응됨-;
상기 이미지의 특징점 정보와 상기 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와, 상기 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 비교하여 획득된 복수의 참조 비교 데이터를 각각 비교하여 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하는 단계;
사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하는 단계-상기 복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 제 1 이미지 비교 데이터, 제 1 깊이 맵 비교 데이터 및 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 포함함-; 및
상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
를 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 시각적 측위(visual localization)를 위한 컴퓨팅 장치에 있어서,
적어도 하나의 코어를 포함하는 프로세서;
상기 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 메모리; 및
네트워크부;
를 포함하고,
상기 프로세서는,
이미지 및 상기 이미지에 대응되는 깊이 맵을 포함하는 쿼리 데이터를 획득하고,
사전 학습된 제 1 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 이미지로부터 획득된 상기 이미지의 특징점 정보와 사전 저장된 복수의 참조(reference) 데이터에 포함된 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 이미지 비교 데이터를 획득하고,
사전 학습된 제 2 특징점 획득 모델을 이용하여 상기 깊이 맵으로부터 획득된 상기 깊이 맵의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 이미지들에 대응되는 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 각각 비교하여 복수의 깊이 맵 비교 데이터를 획득하고-상기 복수의 참조 이미지들 중 하나의 참조 이미지는 상기 복수의 참조 깊이 맵들 중 하나의 참조 깊이 맵에 대응됨-,
상기 이미지의 특징점 정보와 상기 깊이 맵의 특징점 정보를 비교하여 획득된 쿼리 비교 데이터와, 상기 복수의 참조 이미지들의 특징점 정보와 상기 복수의 참조 깊이 맵들의 특징점 정보를 비교하여 획득된 복수의 참조 비교 데이터를 각각 비교하여 복수의 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 획득하고,
사전 결정된 제 1 함수를 이용하여 획득된, 복수의 비교 데이터들의 각각의 점수들에 기초하여, 상기 복수의 비교 데이터들 중 기준(criteria) 비교 데이터를 결정하고-상기 복수의 비교 데이터들 중 제 1 비교 데이터는 제 1 이미지 비교 데이터, 제 1 깊이 맵 비교 데이터 및 제 1 이미지-깊이 맵 비교 데이터를 포함함-, 그리고
상기 사전 저장된 복수의 참조 데이터들 중 결정된 상기 기준 비교 데이터에 대응되는 참조 데이터에 기초하여, 상기 쿼리 데이터와 관련된 디바이스의 위치 또는 포즈 중 적어도 하나를 결정하는,
컴퓨팅 장치.
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| US10977818B2 (en) * | 2017-05-19 | 2021-04-13 | Manor Financial, Inc. | Machine learning based model localization system |
| KR102225093B1 (ko) | 2020-09-01 | 2021-03-09 | 주식회사 맥스트 | 카메라 포즈 추정 장치 및 방법 |
| KR20220064524A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 네이버랩스 주식회사 | 이미지 기반 측위 방법 및 시스템 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Jie Jiang, Yin Zou, "A Visual and VAE Based Hierarchical Indoor Localization Method", Sensors 21.10 (2021.05.13.)* * |
| Longyu Zhang, "Visual Positioning in Indoor Environments Using RGB-D Images and Improved Vector of Local Aggregated Descriptors", ISPRS International Journal of Geo-Information 10.4 (2021.03.24.)* * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20240083853A (ko) | 2024-06-12 |
| WO2024122990A1 (ko) | 2024-06-13 |
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