경남교육홍보관

- 영상, 음성 동시 처리 기반 개인정보 보호 시스템 제안, 고교-대학 협력 연구의 성과 -

경남과학고등학교(교장 이기흔)는 경상국립대학교 컴퓨터공학과 부석준 교수 연구팀과 공동으로 수행한 연구 결과가 SCIE급 국제전문학술지 IEEE Access(IF 3.6)에 게재됐다고 밝혔다.
이번 성과는 부석준 교수가 이끄는 경상국립대학교 연구팀과 경남과학고 학생들이 협력해 실제 사회 문제 해결형 인공지능 연구를 수행하고, 그 결과를 국제학술 논문으로 발전시켰다는 점에서 의미가 크다. 특히 김건우, 박상원 학생은 경상국립대학교 이현주 석사과정 학생과 함께 공동 제1저자로 참여해 연구의 핵심 역할을 맡았으며, 경남과학고 최호용 교사가 지도교사로 함께했다.

이번에 게재된 논문의 제목은 ‘A Multimodal Privacy Filtering System Using Deep Learning for Visual-Audio Input Streams’이다. 이 연구는 영상과 음성이 동시에 입력되는 환경에서 개인정보를 효과적으로 보호할 수 있는 딥러닝 기반 멀티모달 필터링 시스템을 제안한 것으로, 사물인터넷 환경에서 지속적으로 수집되는 시청각 데이터가 개인의 얼굴과 음성 같은 민감한 정보를 노출할 수 있다는 문제의식에서 출발했다.
연구를 총괄한 부석준 교수 연구팀은 기존 개인정보 보호 방식이 영상 또는 음성 등 단일 데이터에 한정되거나, 정보 수집 이후 사후적으로 처리하는 경우가 많다는 한계에 주목했다. 이에 따라 연구팀은 데이터가 저장되거나 외부로 전송되기 이전 단계에서 개인정보를 탐지하고 비가역적으로 익명화하는 멀티모달 기반 시스템을 설계했으며, 이를 실제 환경에 적용 가능한 형태로 구현하고 검증했다.

실험 결과, 제안된 시스템은 다양한 조건에서도 약 3% 수준의 낮은 미탐지율을 보이며 안정적인 성능을 나타냈다. 또한 영상과 음성을 독립적으로 처리하면서도 시간적 정합성을 유지해 실시간 IoT 환경에서 요구되는 정확도와 처리 효율을 함께 확보했다. 아울러 모듈형 구조를 바탕으로 각 기능을 독립적으로 교체하거나 경량화할 수 있어 엣지 디바이스를 포함한 다양한 운영 환경에 활용할 수 있는 가능성도 확인했다.
경남과학고등학교 김건우 학생은 “이번 연구는 학교에서 출발한 아이디어를 실제 학술 연구로 구체화하고 확장해 나갔다는 점에서 매우 뜻깊었다”라며 “연구의 초기 아이디어를 제안하고, 영상과 음성을 저장하거나 전송하기 전에 개인정보를 선제적으로 차단하는 전체 파이프라인을 설계하는 데 집중했다. 또한 ”제한된 자원 환경에서도 안정적으로 활용될 수 있도록 모델 경량화와 연산 효율 측면도 함께 살폈다”라고 말했다. 이어 “최근에는 엣지 환경을 넘어 AI를 활용해 시스템 운영과 컴퓨팅 자원 배분을 더욱 효율적으로 만드는 연구에도 관심을 두고 있으며, 앞으로도 실제 문제 해결에 기여할 수 있는 인공지능 기술을 꾸준히 탐구해 나가고 싶다”라고 덧붙였다.

박상원 학생은 “컴퓨팅 자원이 제한된 환경에서도 고성능 멀티모달 모델을 실질적으로 구동할 수 있도록 windowing approach를 제안하고 적용한 것이 이번 연구에서 가장 의미 있는 기여였다고 생각한다”며 “저사양 엣지 환경에서도 안정적인 성능을 확보할 수 있음을 실험적으로 확인한 경험은 향후 연구 방향을 설정하는 데 있어 중요한 기반이 됐다”고 밝혔다. 이어 “멀티모달 기반 연구로 첫발을 내딛었지만, 궁극적으로는 뇌 기반 인공지능 연구에 집중하여 한국이 차세대 AI 분야에서 선도적 위치를 차지하는 데 기여하고 싶다”며 이번에 KAIST에 진학하게 된 만큼, 학부 과정에서도 의미 있는 연구와 스타트업 경험을 직접 쌓아나갈 계획이라고 포부를 전했다.

부석준 교수는 이번 공동연구가 영상과 음성이 동시에 입력되는 환경에서 개인정보를 사전에 보호할 수 있는 기술적 가능성을 보여주었다는 점에서 의미가 크다고 평가했다. 또한 대학원생과 고등학생이 함께 문제를 정의하고 시스템 설계, 실험, 분석까지 수행하면서 완성도 높은 결과를 만들어낸 점 역시 이번 연구의 중요한 성과라고 밝혔다.

최호용 교사는 “이번 연구는 학생들이 교내 탐구 활동에서 출발한 문제의식을 대학과의 협력 속에서 실제 학술 성과로 발전시킨 사례라는 점에서 의미가 크다”며 “학생들이 연구 설계와 실험, 결과 분석 전 과정을 직접 경험하면서 탐구의 깊이와 연구 태도를 함께 성장시킬 수 있었다”고 말했다.

이기흔 교장은 “학생들이 학교에서 키운 탐구 역량을 바탕으로 대학 연구진과 협력해 국제학술 성과를 이뤄낸 점이 매우 자랑스럽다”며 이번 논문 게재는 학생들의 창의적 문제 해결력과 융합적 사고, 자기주도적 연구 역량이 실제 성과로 이어질 수 있음을 보여주는 좋은 사례라고 말했다. 이어 “앞으로도 학생들이 배움을 교실에 머무르게 하지 않고 실제 사회 문제 해결로 확장해 나갈 수 있도록 학교 차원의 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.

경남과학고는 이번 성과를 계기로 학생들의 탐구 활동이 실제 연구와 학술 성과로 이어질 수 있도록 지원을 확대하고, 대학과의 협력을 바탕으로 미래 인공지능 분야를 선도할 인재 양성에 더욱 힘써 나갈 계획이다.


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