Design of a Real-Time Visual Loop Closure Detector using Key Frame Images

키 프레임 영상을 이용한 실시간 시각 루프 결합 탐지기의 설계

본 논문에서는 키 프레임 영상을 이용한 효과적인 실시간 시각 루프 결합 탐지기를 제안한다. 시각 루프 결합 탐지기는 과거에 지나온 위치들 중 하나를 다시 재방문하였는지를 판단하기 위해, 새로운 입력 영상을 이미 지나온 위치들에서 수집한 과거 영상들과 모두 비교해 보아야 한다. 따라서 새로운 위치나 장소를 방문할수록 비교 대상 영상들이 계속해서 증가하기 때문에, 일반적으로 루프 결합 탐지는 높은 정확도와 실시간성을 동시에 만족하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 본 시스템에서는 입력 영상들 중에서 키 프레임들만을 골라 비교함으로써, 루프 결합 탐지에 필요한 비교 연산량을 효과적으로 줄이는 방법을 채택하였다. 또한 본 시스템에서는 루프 결합 탐지의 정확도와 효율성을 높이기 위해, 키 프레임 영상들을 시각 단어들의 집합(BoW)으로 표현하고, DBoW 데이터베이스 시스템을 이용해 키 프레임 영상들에 대한 색인을 구성하였다. TUM 대학의 벤치마크 데이터들을 이용한 성능 분석 실험을 통해, 본 논문에서 제안한 시각 루프 결합 탐지기의 높은 성능을 확인할 수 있었다.