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황영배 연구실

충북대학교 지능로봇공학과

황영배 교수

SLAM Systems

Capsule Endoscopy

Image Fusion

황영배 연구실

지능로봇공학과 황영배

황영배 연구실은 영상신호처리와 컴퓨터 비전, 그리고 딥러닝 기반 인공지능 기술을 융합하여 다양한 산업 및 의료 분야에 혁신적인 솔루션을 제공하는 연구실입니다. 본 연구실은 영상 데이터의 특성을 심도 있게 분석하고, 이를 바탕으로 한 영상 복원, 노이즈 제거, 객체 검출, 이미지 검색 등 다양한 영상 처리 기술을 개발하고 있습니다. Detection Transformer(DETR), YOLO 등 최신 딥러닝 모델을 활용한 객체 인식 및 추적, RGB와 적외선 영상의 융합, 다중 영상 기반 3D 가상공간 재구성 등 첨단 컴퓨터 비전 기술을 실용적으로 연구하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 딥러닝 네트워크의 경량화와 도메인 적응 기술 개발에 주력하고 있습니다. Gaussian Mixture Model 기반의 네트워크 가지치기, Early Pruning Indicator(EPI)를 활용한 네트워크 압축, ONNX 변환을 통한 실시간 분류 시스템 등 실제 임베디드 및 엣지 디바이스 환경에 최적화된 경량화 기술을 연구합니다. CycleGAN, 리플레이 버퍼, 적응적 샘플링 등 도메인 적응 알고리즘을 통해 다양한 환경과 장치에서 인공지능 모델의 일반화 성능을 극대화하고 있습니다. 의료 영상 분야에서는 캡슐내시경, 내시경, CT 등 다양한 의료 영상 데이터를 활용하여 병변 검출, 영상 정합, 3D 재구성, 영상 요약 및 화질 개선 등 첨단 기술을 개발하고 있습니다. 트랜스포머 기반 신경망을 활용한 전체 비디오 프레임 분석, 딥러닝 기반 병변 검출 및 분류, 자동화된 장 정결도 평가 시스템 등은 실제 임상 환경에서의 효율성과 정확성을 크게 높이고 있습니다. 산업 영상 분야에서는 반도체 패키지 검사, 제조 현장 3D 가상공간 재구성, 스마트 모빌리티를 위한 객체 인식 및 자세 추정, 자율주행 차량의 센서 데이터 증강 및 인식 성능 향상 등 다양한 응용 연구가 진행되고 있습니다. GAN 기반 합성 데이터 생성, 다중 영상 융합, 엣지 컴퓨팅 기반 실시간 분석 등 최신 인공지능 기술을 산업 현장에 적용하여, 생산성 향상과 품질 관리의 혁신을 이끌고 있습니다. 황영배 연구실은 산학 협력, 정부 과제, 특허 출원 등 다양한 경로를 통해 연구 성과를 사회에 환원하고 있으며, 미래 지능형 시스템의 핵심 기반 기술로서 영상신호처리, 컴퓨터 비전, 딥러닝 경량화 및 도메인 적응, 의료 및 산업 영상 인공지능 응용 등 다양한 분야에서 선도적인 역할을 수행하고 있습니다.

SLAM Systems
Capsule Endoscopy
Image Fusion
영상신호처리 및 컴퓨터 비전
영상신호처리는 다양한 센서와 카메라에서 획득한 영상 데이터를 효과적으로 분석하고 처리하는 기술로, 본 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 영상신호처리는 노이즈 제거, 화질 개선, 영상 복원, 객체 검출 등 다양한 영상 처리 기법을 포함하며, 실제 환경에서 발생하는 다양한 영상 신호의 특성을 이해하고 이를 기반으로 한 알고리즘 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 본 연구실은 영상의 잡음 특성 분석, 밝기와 노이즈의 관계를 활용한 영상 복원, 그리고 실시간 영상 처리 시스템 개발 등 실용적이고 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 컴퓨터 비전 분야에서는 객체 인식, 이미지 검색, 영상 내 객체의 위치 및 자세 추정, 영상 융합 등 다양한 응용 연구가 이루어지고 있습니다. Detection Transformer(DETR), YOLO 등 최신 딥러닝 기반 객체 검출 모델을 활용하여 복잡한 배경이나 다양한 조명 조건에서도 높은 정확도의 객체 인식 및 추적이 가능하도록 연구하고 있습니다. 또한, RGB와 적외선(IR) 영상의 정합 및 융합, 다중 영상 기반 3D 가상공간 재구성 등 다양한 멀티모달 영상 처리 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 영상신호처리 및 컴퓨터 비전 기술은 자율주행, 제조 현장, 의료 영상, 농업 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있습니다. 실제로 본 연구실은 반도체 검사, 내시경 영상 분석, 자율주행 차량의 인식 시스템, 농작물 자세 추정 등 다양한 실용적 프로젝트를 수행하며, 산업 현장에서 요구되는 고성능 영상 처리 기술을 선도적으로 개발하고 있습니다.
딥러닝 기반 네트워크 경량화 및 도메인 적응
딥러닝 모델의 경량화는 제한된 연산 자원과 메모리 환경에서 효율적으로 인공지능을 구현하기 위한 필수적인 연구 분야입니다. 본 연구실은 네트워크 프루닝, 채널 가지치기, 구조적 압축 등 다양한 네트워크 경량화 기법을 개발하고 있습니다. 특히, Gaussian Mixture Model(GMM) 기반의 계층별 가지치기, Early Pruning Indicator(EPI)를 활용한 초기 단계 네트워크 압축, ONNX 변환을 통한 실시간 분류 시스템 등 실제 임베디드 시스템과 엣지 디바이스에 적용 가능한 경량화 기술을 중점적으로 연구합니다. 이러한 기술은 실제 반도체, 로봇, 스마트 모빌리티 등 다양한 분야에서 실시간 인공지능 서비스를 구현하는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 도메인 적응 연구는 서로 다른 환경이나 장치에서 획득한 데이터 간의 특성 차이로 인해 발생하는 성능 저하 문제를 해결하기 위한 것입니다. 본 연구실은 CycleGAN, 리플레이 버퍼, 적응적 샘플링 등 다양한 도메인 적응 알고리즘을 개발하여, 의료 영상(특히 캡슐내시경), 자율주행, 제조 현장 등에서 인공지능 모델의 일반화 성능을 크게 향상시키고 있습니다. 예를 들어, 서로 다른 내시경 기기에서 획득한 영상 간의 도메인 차이를 극복하거나, 다양한 조명 및 환경 조건에서의 객체 인식 성능을 높이는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 네트워크 경량화 및 도메인 적응 기술은 실제 산업 현장에 바로 적용할 수 있는 실용성과 확장성을 갖추고 있습니다. 본 연구실은 관련 특허 출원 및 기술 이전, 산학 협력 프로젝트 등을 통해 연구 성과를 사회에 환원하고 있으며, 차세대 인공지능 시스템의 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.
의료 및 산업 영상 인공지능 응용
본 연구실은 의료 영상과 산업 현장 영상에 특화된 인공지능 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 의료 영상 분야에서는 캡슐내시경, 내시경, CT 등 다양한 의료 영상 데이터를 활용하여 병변 검출, 영상 정합, 3D 재구성, 영상 요약 및 화질 개선 등 첨단 기술을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 트랜스포머 기반 신경망을 활용한 전체 비디오 프레임 분석, 딥러닝 기반 병변 검출 및 분류, 자동화된 장 정결도 평가 시스템 등은 실제 임상 환경에서의 효율성과 정확성을 크게 높이고 있습니다. 산업 영상 분야에서는 반도체 패키지 검사, 제조 현장 3D 가상공간 재구성, 스마트 모빌리티를 위한 객체 인식 및 자세 추정, 자율주행 차량의 센서 데이터 증강 및 인식 성능 향상 등 다양한 응용 연구가 진행되고 있습니다. GAN 기반 합성 데이터 생성, 다중 영상 융합, 엣지 컴퓨팅 기반 실시간 분석 등 최신 인공지능 기술을 산업 현장에 적용하여, 생산성 향상과 품질 관리의 혁신을 이끌고 있습니다. 이러한 의료 및 산업 영상 인공지능 응용 연구는 실제 현장에서의 문제 해결과 기술 혁신에 직접적으로 기여하고 있습니다. 산학 협력, 정부 과제, 특허 출원 등 다양한 경로를 통해 연구 성과가 사회에 확산되고 있으며, 미래 지능형 시스템의 핵심 기술로서 그 중요성이 점점 커지고 있습니다.
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Pruning networks at once via nuclear norm-based regularization and bi-level optimization
강재혁, 이은호, 이동현, 황영배
COMPUTER VISION AND IMAGE UNDERSTANDING, 2025
2
Domain Adaptation Using the Replay Buffer: Adaptive Sampling Using Domain-Specific Classifier
황영배, 김석민
IEEE ACCESS, 2024
3
Tomato pose estimation using the association of tomato body and sepal
황영배, 장민호
COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE, 2024
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뉴로 컴퓨팅 기반 스마트 모빌리티 기술 개발(3-1)
정보통신기획평가원
2024년 04월 ~ 2024년 12월
2
(3-3) 제조 현장 지원을 위한 다중영상 기반 3D 가상공간 및 동적 객체 재구성 기술
정보통신기획평가원
2024년 ~ 2024년 12월
3
(최종)IoT 다중 인터페이스 기반의 데이터센싱, 엣지컴퓨팅 분석 미 데이터공유 지능형 반도체 기술 개발
정보통신기획평가원
2024년 ~ 2025년 06월