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OCR에서 컴퓨터 비전의 역할: 텍스트 인식 향상

Abirami Vina

5분 분량

2024년 11월 8일

컴퓨터 비전 기반 OCR이 데이터 추출에 혁신을 일으켜 다양한 산업 분야의 문서 처리에서 정확성과 효율성을 어떻게 향상시키는지 알아보세요.

문서를 보고 읽을 때, 우리는 대개 별다른 노력 없이, 거의 자연스럽게 해냅니다. 하지만 이면에서는 뇌가 복잡한 네트워크를 통해 전기적 신호를 보내 이 과정을 수행합니다. 세상을 시각적으로 이해하는 이러한 능력을 재현하는 것은 간단하지 않으며, 인공지능(AI) 커뮤니티는 수년간 이 문제를 연구해 왔고, 그 결과 컴퓨터 비전(CV) 분야가 탄생했습니다.

이와 병행하여, 또 다른 분야에서는 이미지에서 텍스트를 추출하여 편집 및 검색 가능한 디지털 텍스트로 변환하는 특정 시각적 과제를 해결하기 위해 발전해 왔습니다. 광학 문자 인식(OCR)으로 알려진 이 기술은 초기 단계 이후 상당한 발전을 이루었습니다.

초기에 OCR은 통제된 환경에서 단순한 활자 텍스트만 인식할 수 있었습니다. 그러나 오늘날에는 컴퓨터 비전의 발전 덕분에 OCR 기술이 훨씬 정교해졌으며 손으로 쓴 메모, 다양한 글꼴, 심지어 저품질 스캔본까지 해석할 수 있습니다. 

사실, OCR은 대량의 텍스트 데이터를 신속하게 처리하고 이해하는 것이 중요한 소매, 금융, 물류와 같은 분야에서 필수적인 요소가 되었습니다. 이 기사에서는 컴퓨터 비전OCR이 어떻게 협력하는지, 산업을 변화시키는 실제 응용 분야, 그리고 이러한 기술 사용에 따른 이점과 과제를 살펴볼 것입니다. 그럼 시작해 볼까요!

OCR 기술의 진화

OCR은 원래 인쇄된 텍스트를 음성으로 변환하여 시각 장애인을 돕기 위해 설계되었습니다. 이의 초기 사례로는 1912년에 발명된 옵토폰이 있는데, 이는 텍스트를 사용자가 문자를 인식하기 위해 들을 수 있는 음악적 음조로 변환했습니다. 1960년대와 70년대에 기업들은 데이터 입력 속도를 높이기 위해 OCR을 사용하기 시작했습니다. 

그들은 OCR이 대량의 인쇄된 문서를 효율적으로 처리하는 데 도움이 된다는 것을 발견했습니다. 이러한 장점에도 불구하고 초기 OCR 시스템은 상당히 제한적이었습니다. 특정 글꼴만 인식할 수 있었고 정확하게 작동하려면 고품질의 균일한 문서가 필요했습니다.

그림 1. OCR의 역사는 옵토폰의 발명으로 거슬러 올라갈 수 있습니다.

기존의 OCR은 스캔한 이미지의 문자를 알려진 글꼴 및 모양 라이브러리와 대조하여 작동했습니다. 기본적인 패턴 인식을 사용하여 모양을 비교하여 글자와 숫자를 식별했습니다. 또한 OCR은 특징 추출을 사용하여 문자를 선, 곡선과 같은 부분으로 나누어 인식했습니다. 이러한 방법들이 어느 정도 효과가 있었지만, 손으로 쓴 텍스트나 품질이 낮은 스캔과 같은 실제 사례에서는 어려움을 겪었습니다. 이로 인해 AI 및 컴퓨터 비전 기술이 발전하여 훨씬 더 다재다능해지기 전까지 OCR은 다소 제한적이었습니다.

컴퓨터 비전을 활용한 AI 기반 OCR

컴퓨터 비전은 OCR 기술이 인간이 보고 이해하는 방식과 유사하게 텍스트를 분석하도록 돕습니다. 고급 컴퓨터 비전 모델은 복잡한 배경, 특이한 레이아웃 또는 기울어진 이미지 내에서 텍스트를 찾아낼 수 있습니다. OCR에 컴퓨터 비전이 추가되면서 다양한 실제 상황에서 훨씬 더 유연하고 신뢰할 수 있게 되었습니다.

Fig 2. AI 기반 OCR과 템플릿 기반 OCR 비교.

Vision AI 기반 OCR 시스템의 작동 방식을 자세히 살펴보겠습니다.

  • 이미지 전처리: 시스템은 이미지 품질을 개선하기 위해 밝기, 대비 및 해상도를 조정하여 텍스트를 더 선명하게 만드는 것으로 시작합니다. 이는 품질이 낮거나 복잡한 이미지에 유용합니다.
  • 텍스트 감지: 다음으로 시스템은 Ultralytics YOLO11과 같은 신뢰할 수 있는 객체 감지 모델을 사용하여 이미지에서 텍스트가 포함된 영역을 찾습니다.
  • 문자 인식: 텍스트 영역을 감지한 후 OCR 시스템은 딥러닝 알고리즘을 적용하여 개별 문자와 단어를 인식합니다. 대규모 데이터 세트에서 훈련된 신경망을 통해 시스템은 다양한 글꼴, 언어 및 필기 스타일을 정확하게 읽을 수 있습니다.
  • 텍스트 추출: 마지막으로 인식된 텍스트가 추출되어 디지털 형식으로 구성되므로 편집, 검색이 가능하고 추가 처리 또는 분석을 수행할 수 있습니다.
Fig 3. 객체 감지 및 OCR을 사용하여 텍스트를 감지하고 추출하는 예시.

CV 및 OCR의 실제 응용 분야

컴퓨터 비전은 OCR과 함께 정확성, 효율성 및 자동화를 향상시켜 산업 운영 방식을 재편하고 있습니다. 몇 가지 영향력 있는 응용 분야를 살펴보겠습니다.

소매 자동화 분야의 CV 기반 OCR 

소매업에서 CV 기반 OCR은 제품 카탈로그 작성, 가격 스캔 및 영수증 처리와 같은 프로세스를 더 빠르고 정확하게 만듭니다. 예를 들어, 소매업체는 이제 컴퓨터 비전으로 구동되는 OCR 시스템을 사용하여 제품 라벨을 자동으로 스캔하고, 실시간으로 재고를 업데이트하고, 결제 프로세스를 간소화할 수 있습니다. 

이러한 시스템은 수동 데이터 입력 오류를 줄이고 고객에게 더 원활하고 빠른 경험을 제공합니다. CV 및 OCR로 지원되는 영수증 처리는 반품 및 교환을 단순화하여 소매업체가 구매 기록과 고객 거래를 효율적으로 일치시키는 데 도움이 됩니다.

Fig 4. OCR 및 컴퓨터 비전을 사용하여 영수증을 이해하는 예시.

컴퓨터 비전을 활용하여 금융 서비스에서 OCR 사용

마찬가지로 금융 서비스에서 컴퓨터 비전 및 OCR 기술을 사용하여 송장, 은행 명세서 및 규정 준수 문서를 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 은행은 CV 기반 OCR을 사용하여 대출 신청서를 자동으로 스캔하고 업로드된 문서에서 소득, 신용 기록 및 고용 세부 정보와 같은 정보를 직접 추출할 수 있습니다. 이러한 워크플로를 자동화하면 시간을 절약하고 인적 오류를 줄일 수 있습니다. 

Fig 5. 컴퓨터 비전을 사용하여 은행 명세서의 여러 부분 감지.

물류 분야의 CV 기반 OCR 응용

CV 기반 OCR의 또 다른 흥미로운 사용 사례는 물류 분야에 있습니다. CV 및 OCR은 제품 라벨, 배송 문서 및 재고 태그 판독을 자동화하여 전체 프로세스를 보다 간소화할 수 있습니다. 전통적으로 창고 직원은 휴대용 바코드 스캐너로 각 라벨을 수동으로 스캔하거나 수기로 데이터를 입력해야 했는데, 이는 느리고 오류가 발생하기 쉬운 작업이었습니다. 

컴퓨터 비전 및 OCR을 사용하면 카메라가 제품이 창고를 통과할 때 이미지를 캡처할 수 있으며, AI 시스템은 라벨과 태그를 실시간으로 읽어 즉시 재고 시스템을 업데이트할 수 있습니다. 이 자동화는 시간을 절약하고 오류를 줄이며 주문 처리 및 배송 추적 속도를 높여 물류 운영을 전반적으로 효율적으로 만듭니다.

OCR에서 CV 사용의 장단점

이제 OCR에서 컴퓨터 비전의 응용 분야를 이해했으므로 주요 장점과 과제를 살펴보겠습니다. Vision AI를 사용하여 이미지에서 텍스트를 추출함으로써 얻을 수 있는 몇 가지 이점을 간략하게 살펴보겠습니다.

  • 실시간 처리: 컴퓨터 비전은 빠르고 실시간 텍스트 추출을 가능하게 하여 빠르게 변화하는 환경에서 OCR 효율성을 높입니다.
  • 다중 특징 인식: 컴퓨터 비전은 텍스트와 함께 로고, 심볼, 도형과 같은 추가적인 요소들을 인식하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
  • 향상된 유연성: Vision AI는 다양한 언어와 글꼴에 대한 인식을 지원하여 OCR 애플리케이션이 여러 분야에 더 잘 적응할 수 있도록 합니다.

그러나 OCR에서 컴퓨터 비전을 사용할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 제한 사항도 있습니다. OCR 성능을 크게 향상시킬 수 있지만 비용, 복잡성 및 개인 정보 보호와 관련된 문제도 발생할 수 있습니다.

  • 높은 처리 요구 사항: 컴퓨터 비전은 종종 상당한 처리 능력을 필요로 하며, 이는 하드웨어 비용 증가로 이어질 수 있습니다.
  • 개인 정보 보호 문제: Vision AI를 사용하여 민감한 문서를 분석하는 것은 특히 개인 정보 또는 기밀 데이터를 처리할 때 개인 정보 보호 문제를 야기할 수 있습니다.
  • 유지 관리 및 업데이트: 컴퓨터 비전 기반 OCR 시스템을 최신 알고리즘 및 데이터 세트로 업데이트하는 것은 리소스 집약적일 수 있으며 정기적인 유지 관리가 필요합니다.

이러한 장단점을 신중하게 고려함으로써 조직은 컴퓨터 비전 기반 OCR 시스템을 보다 원활하게 구현할 수 있습니다. 적절한 계획과 준비를 통해 이러한 시스템은 기존 워크플로우에 완벽하게 통합되어 효율성과 효과를 모두 향상시킬 수 있습니다.

OCR의 미래 엿보기

OCR(광학 문자 인식)의 미래는 매우 흥미로운 방향으로 발전하고 있습니다. 데이터 관리의 보안 및 투명성을 새로운 수준으로 끌어올리기 위해 OCR이 블록체인 기술과 어떻게 협력할 수 있는지에 대한 연구가 진행 중입니다. 

사이버 보안에 뿌리를 둔 개념인 블록체인은 정보를 블록에 저장하는 안전한 디지털 원장으로, 각 블록은 이전 블록에 연결되어 연속적인 체인을 형성합니다. 이 설계는 각 데이터 블록이 체인에 추가되기 전에 여러 소스에 의해 검증되므로 매우 안전하고 위조하기 어렵습니다.

블록체인과 결합하면 OCR은 검증된 블록 체인에 추가하여 추출된 데이터를 안전하게 저장할 수 있습니다. 이 설정은 데이터가 추가되면 거의 변경이 불가능하여 안전하고 쉽게 확인할 수 있도록 합니다. 

블록체인과 OCR의 결합은 데이터 정확성과 보안이 필수적인 금융헬스케어와 같은 분야에서 모색되고 있습니다. OCR과 블록체인이 함께 계속 발전함에 따라 다양한 산업 분야에서 정보를 관리하고 검증하는 더욱 안전하고 효율적인 방법을 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

모든 것을 집중 조명: Vision AI와 OCR

컴퓨터 비전은 OCR 기술을 혁신하여 산업 전반에서 시각적 데이터를 처리하고 해석하는 방식을 재구성하는 데 큰 역할을 합니다. 컴퓨터 비전은 OCR의 정확성, 속도 및 다재다능성을 향상시켜 의료 기록에서 소매 자동화에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 원활한 텍스트 인식을 가능하게 합니다. 

데이터 개인 정보 보호 및 높은 계산 요구 사항과 같은 과제가 존재하지만 AI 및 개인 정보 보호 중심 방법의 발전으로 기술이 발전하고 있습니다. OCR과 컴퓨터 비전이 함께 발전함에 따라 자동화를 촉진하고 효율성을 높이며 다양한 분야에서 새로운 가능성을 열어갈 것입니다.

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