2019년 항공우주및소프트웨어공학전공 종합설계 제안서

과제명: 필기인식을 통한 도면생성 어플리케이션

(Applications that generate drawings with handwriting recognition)

오수현

작성일: 2019년 3월 12일

목 차

1. 기술의 창의성 및 필요성

1.1. 과제의 개요 ······························································1

1.2. 창의성 및 실용성,필요성 ············································1

1.3. 배경 기술 ·································································1

2. 관련 현황 및 선행 연구

2.1. 관련 현황 ·································································2

2.2. 선행연구 (논문/특허/저서/신문기사) ·····························2

3. 과제목표

3.1. 최종 목표 및 평가 방법 ·············································3

3.2. 연구 및 개발내용 ······················································3

3.3. 결과물 ·····································································3

3.4. 기대효과 및 활용방안 ················································4

4. 기술 개발 추진방법 및 체계

4.1. 추진방법····································································4

4.2. 추진 전략 및 체계 ·····················································4

5. 추진일정 ···········································································4

6. 참고문헌 ···········································································5

1. 기술의 창의성 및 필요성

1.1. 과제의 개요

지난 방학기간 동안 법률사무소에서 필요한 건물도면을 설계프로그램으로 약 300개를 그렸습니다. 하지만 그 방법이 너무 비효율적이고 비생산적이라 생각하게 된 것은 1차적으로 현장조사원이 건물을 필기(스케치)를 하면 2차적으로 또 다른 누군가가 설계프로그램을 이용하여 도면을 그리며 다시 디지털이미지화 해야 했기 때문입니다. 따라서 불필요한 과정을 줄이고 효율을 높이고자 카메라를 통해 필기도면을 인식하면 디지털이미지가 생성되는 어플리케이션을 제작하고자 합니다.

실제로 필기인식은 대체로 글자나 숫자에 국한되어 활용되고 있었으나 건설이나 디자인, 광고 분야와 같이 문자가 아닌 설계도면과 디자인시안처럼 또다른 2차원 표현방법을 사용하는 분야가 있어 필기한 내용을 이 어플리케이션을 통해 간단히 디지털 이미지화하여 사용할 수 있게 된다면 매우 편리해질 것입니다.

1.2. 창의성 및 실용성, 필요성

글자가 아닌 필기 자체를 인식하는 것에 있어서는 새로운 생각으로, 현장조사와 도면제작인 2중과정이 필요하지 않게 되므로 실용적이며 또 다른 활용으로는 기발한 아이디어가 수익성으로 대두되고 있는 만큼 아이디어의 순간포착 또한 중요하게 여겨지게 되어 디자인이나 도면과 같은 스케치를 간편히 공식문서화(디지털이미지화)한다면 빠르고 다양한 의견이 수렴될 수 있는 업무환경을 갖출 수 있을 것이라 생각됩니다.

1.3. 배경기술

1) 기술적으로 요구되는 지식

객체지향프로그래밍(JAVA프로그래밍), 어플리케이션 제작(Android stdio)을 활용	할 수 있는 능력이 요구됩니다.

2) 교과목과 연계되는 내용

교과목 컴퓨터프로그래밍기초(ETA00086)과 컴퓨터프로그래밍(ETA00087)에서 프로그램수행과정에 대한 알고리즘순서도를 작성하는 방법에 대해 학습하였고, 자료구조및알고리즘(ETA00099)에서 프로그램 수행과정에 대한 알고리즘을 배우고 데이터를 저장하고 데이터를 찾는 데이터저장 구조에 대해 알게 되었으며 객체지향프로그래밍(ETA00153)과 객체지향프로그래밍실습(ETA00154)에서 학습한 JAVA프로그래밍을 배우고, 항공그래픽스및시뮬레이션(ETA00136)에서 이미지의 좌표와 시뮬레이션구현방법에 대해 학습하여 이번 종합설계과제를 수행함에 있어 기술적 발판이 되어 줄 것입니다.

3) 필요기자재 목록

카메라가 내장된 안드로이드 기기, JAVA프로그래밍이 가능한 컴퓨터가 필요합니다.

2. 관련 현황 및 선행연구

2.1. 관련 현황

문자나 숫자와 같은 필기체 인식연구가 되어지고 있습니다. 하지만 선이나 도형 자체에 대한 필기인식연구는 많이 되고 있지 않고 있습니다.

2.2. 선행연구(논문/특허/저서/신문기사)

[논문] 필기체 한글문자인식을 위한 획 추출에 관한 연구 (최영규, 이상범)

본 논문에서는 글자에 대한 획 추출 과정을 위와같이 하였다. 먼저 문자래스터을 추출하고, 문자인식에 적합하도록 분할함수를 적용하여 이진화를 통해 문자부를 분리한 다음 특징점을 추출하고 벡터화 하는 과정을 통해 문자를 인식하게 됩니다. 저는 이 논문을 통해 선을 추출하는 것에 대해 참고 할 수 있었습니다.

3. 과제 목표

3.1. 최종목표 및 평가방법

필기가 있는 사진에서 선을 인식하여 그 선을 디지털이미지로 다시 출력하는 안드로이드운영체제의 어플리케이션 제작 후	어플리케이션의 작동과 생성된 이미지의 정확도로 평가할 수 있습니다.

3.2. 연구 및 개발내용

[그림1]과 같은 사진처럼 필기도면이 있다면 이것을 [그림2]와 같은 디지털이미지로 변환시켜줄 수 있는 앱을 구현하고자 합니다. 프로그램 수행 과정을 알고리즘 순서도로 정리 후 필기 ‘선’에 대한 인식을 특징 점과 좌표, 벡터를 이용하여 구현하고 새로운 이미지파일에 이전정보(선 위치, 길이 등)을 활용하여 ‘선’을 생성을 구현합니다. 이 모든 과정을 담은 안드로이드 운영체제기반 기기에서 활용될 수 있는 어플리케이션개발까지 수행할 계획입니다.

[그림 1] 필기도면

[그림 2] 생성된 디지털이미지

3.3. 결과물

항목	예상결과물	결과물에 대한 설명요약
설계	알고리즘순서도	필기가 있는 사진에서 선 인식, 선의 벡터(좌표)파악, 좌표 및 벡터 정보로 새로운 선 생성 등의 프로그램 수행 순서 설명
시뮬레이션	직선생성	사진이미지에서 필기 ‘선’ 인식 후 선을 생성하여 이미지파일로 출력
실험 및 제작	어플리케이션	필기인식을 할 수 있도록 하는 카메라기능과 생성된 도면이 저장 되어진 이미지파일을 열람할 수 뷰어기능이 내재된 어플리케이션 개발

3.4. 기대효과 및 활용방안

거주자실태조사를 위해 필요한 현장건축물현황 도면 작성 시 보고 자료를 위해 현장조사와 도면작성이라는 2중 작업과정이 필요하지 않아 시간단축과 편리성을 기대할 수 있으며 도면뿐만 아니라 디자인스케치등 다양한 선과 도형을 이용한 2차원 표현을 공적인 문서로 쓰일 수 있도록 변환해주어 다양한 분야에서의 활용이 기대됩니다.

4. 기술 개발 추진 방법 및 체계

4.1. 추진방법

인식범위를 선으로 한정하여 프로그래밍 할 생각이며 하지만 결국에는 여러개의 선이 생성되므로 도형도 구현해 낼 수 있을 것입니다. 사진에서 필기'선'을 인식하는 부분에 있어서는 자바프로그램을 생각하고 있으며 이미지처리 라이브러리인 openCV를 참고하여 코딩해보려고 합니다. 인식한 선을 다시 새로운 이미지파일에 선으로 생성하는것 또한 자바프로그래밍을 생각하고 있습니다. 전체적인 목표는 이 모든것이 가능한 안드로이드용 어플리케이션을 개발하는 것이며 이것은 안드로이드스튜디오를 활용해보려고 합니다.

4.2. 추진 전략 및 체계

OpenCV를 활용하여 이미지에서 필기‘선’을 인식할 수 있는 자바프로그램을 구현하고 안드로이드스튜디오로 어플제작을 구현할 수 있습니다. 모든세부개발과정에서 과제지도교수와 종합설계과목교수님의 피드백을 받으며 진행할 것입니다.

5. 추진일정

항목	세부항목	주
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
발표	개인, 최종발표			개인		개인		개인		개인		개인	최종
제안서	종합설계 제안서		제출
설계	알고리즘설계
프로그래밍	필기인식구현
	‘선’생성 구현
	어플리케이션제작
테스트	테스트 및 피드백
보고서	최종보고서제출															제출

6. 참고문헌

1. [논문] 효과적인 필기체 인식을 위한 인공지능 알고리즘 (김승주 외 2명)

2. [논문] 필기체 한글문자인식을 위한 획 추출에 관한 연구 (최영규, 이상범)

3. [논문] 고유벡터를 이용한 필기체 숫자인식 (박중조, 김경민, 송명현)

4. [NAVER D2] 딥러닝과 OpenCV를 활용해 사진 속 글자 검출하기

https://d2.naver.com/helloworld/8344782