퍼지 추론 기법을 이용한 구름 분석

김광백,우영운,Kim, Kwang-Baek,Woo, Young-Woon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.6

본 논문에서는 퍼지 추론 기법을 이용하여 구름의 종류를 분석하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 가시 영상과 적외 영상을 대상으로 육지 영역은 RGB 컬러 정보 중에 G 채널 값의 수치가 높고, 바다 영역에서는 B 채널 값의 수치가 높다는 정보를 이용한다. 이 정보를 이용하여 육지 영역에서는 R과 B 채널 값을 적용하고, 바다 영역에서는 R과 G 채널 값을 적용한다. 가시 영상과 적외 영상에서 임계치를 적용하여 잡음(구름 이외의 영역)을 제거하고, 잡음을 제거한 영상에서 육지 영역과 바다 영역을 구분한 후, 각 R, G, B 채널 정보를 퍼지 기법에 적용하여 구름 영역을 판별한다. 그리고 가시 영상과 적외 영상에 모두 포함된 구름 영역에 대해서는 두 영상을 합성하여 구름을 판별한다. 제안된 기법을 구름 분류에 적용한 결과, 제안된 방법 이 기존의 양자화를 적용한 방법보다 구름의 분석 성능이 개선된 것을 확인하였다. In this paper, we proposed a method to analyze kind of clouds using a fuzzy reasoning method. In the proposed method, we used the clues that G channel value is dominant from RGB color values in land areas and B channel value is dominant in the sea areas discovered by the analyses of both visible images and infrared images. By these information, R and B channel values are applied to land areas and R and G channel values are applied to the sea areas. Noise areas(areas except cloud areas) are removed from a visible image and an infrared image by a threshold value, and then land areas and the sea areas are discriminated from the noise removed image. Cloud areas are extracted from discriminated areas using R, G, B channel values and a fuzzy reasoning method, and finally kind of clouds is decided by combining same cloud areas included in both the visible image and the infrared image. In comparison with a conventional quantization method, we verified that the performance of cloud analysis by the proposed method is more efficient through experiments.

라인 트레이스 차량을 위한 퍼지 제어기의 설계

김광백,우영운,Kim, Kwang-Baek,Woo, Young-Woon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.11

이 논문에서는 라인 트레이스 차량의 주행 제어를 위한 퍼지 제어기를 설계하였다. 라인을 감지하는 센서들의 감지 상태에 따라 센서값을 산출하고 이 센서값은 조향각 제어 퍼지 추론 규칙의 입력으로 사용되어 조향각을 제어값으로 산출한다. 또한 산출된 조향각은 다시 모터속력 제어 추론 퍼지 규칙의 입력으로 사용되어 주행 속도 결정을 위한 모터속력을 제어값으로 산출하게 된다. 제안한 퍼지 제어 기법을 이용하여 조향각만을 제어한 경우와 조향각과 모터속력을 함께 제어한 경우를 각각 실험한 결과, 모터속력을 함께 제어한 경우가 트랙을 이탈하지 않으면서 더욱 빠르게 주행하여 제안한 기법에 더욱 효과적임을 알 수 있었다. In this paper, we proposed a fuzzy controller for racing of a line trace vehicle. Sensor values are computed by statuses of line detecting sensors attached to the line trace vehicle and these sensor values are used for fuzzy inference rules of steering angle control to decide steering angle as output. The decided steering angle is also used for fuzzy inference rules of motor speed control to decide motor speed as output. We experimented and analyzed two proposed methods - one is fuzzy control of steering angle only and the other is fuzzy control of both steering angle and motor speed. In the experiment, we verified that the second proposed method was more efficient in racing speed.

앤드인 탐색 스트레칭과 퍼지 시그마 이진화를 이용한 초음파 영상에서 충수 추출

김광백,Kim, Kwang-Baek 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.6

본 논문에서는 충수 영역을 추출하는 방법을 제안한다. 충수 영역을 추출하는 과정은 복부 초음파 영상에서 앤드인 탐색 스트레칭 기법, 블록 이진화, Grassfire, 팽창 연산을 이용하여 복부 근육의 최하단 근막 부분을 추출하여 제거한 후, 퍼지 시그마 이진화 기법을 적용하여 영상의 객체화 및 객체 제거를 통해 충수 영역을 추출한다. 제안된 방법을 복부 초음파 영상에 적용한 결과, 객관적이고 효율적으로 충수 영역이 추출됨을 확인할 수 있었다. In this paper, we propose a method to extract the area of appendix from ultrasonographic image via computational vision. A series of image processing techniques such as Ends-in search stretching for enhancing the brightness contrast, block binarization, grassfire algorithm for extracting lower part of fascia, and fuzzy sigma binarization method to finalize the appendix area are used to achieve our goal. The strength of this paper is using fuzzy sigma binarization instead of other binarization technique to handle the sensitivity of extracting the target area from regio hypogastrica. The experiment verifies the efficacy of the proposed method successfully.

Counterpropagation 알고리즘에서 퍼지 제어 기법을 이용한 경쟁층 설정 방법

김광백,Kim, Kwang-Baek 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.7

본 논문에서는 개선된 CP 알고리즘에서 경쟁층의 수를 효율적으로 설정하기 위해 퍼지 제어 기법을 이용하여 경쟁층의 수를 결정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 CP 알고리즘에 입력되는 패턴의 정보를 이용하여 퍼지 소속 함수를 설계하고 입력에 대한 소속도를 계산한 후, 퍼지 제어 규칙을 적용하고, Mamdani의 Max_Min 추론 방법으로 추론한다. 퍼지 추론을 통해 최종적으로 얻어진 값을 무게 중심법으로 비퍼지화 하여 최종적으로 개선된 CP 알고리즘의 경쟁층의 수를 결정하는데 적용한다. 제안된 방법의 학습 및 인식 성능을 평가하기 위해, 영문과 같이 다양한 패턴을 실험에 적용한 결과, 제안된 방법이 경쟁층의 수를 결정하는데 효과적임을 확인할 수 있었다. In this paper, we go one step further in that the number of competitive layers is not determined by experience but can be determined by fuzzy control rules based on input pattern information. In our method, we design a set of membership functions and corresponding rules and used Max-Min reasoning proposed by Mamdani. Also, we use centroid method as a defuzzification. In experiment that has various patterns of English inputs, this new method works beautifully to determine the number of competitive layers and also efficient in overall accuracy as a result.

비파괴 검사를 이용한 항공 갑판의 결함 검출

김광백,조재현,Kim, Kwang-Baek,Cho, Jae-Hyun 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.9

본 논문에서는 비파괴 검사를 통하여 얻어진 항공 갑판 영상에서, 조직의 결함의 정도를 자동으로 검출하는 방법을 제안한다. 먼저 비파괴 검사를 통하여 얻어진 항공 갑판 영상에서 감마상관 변환과 7${\times}$7 소벨 마스크와 13${\times}$13 소벨 마스크를 각각 적용하여 윤곽선을 추출하고 추출된 윤곽선 영역을 평활화와 평균 이진화 기법을 적용하여 영상을 보정한다. 마지막으로 보정된 영상에서 침식 연산과 팽창 연산을 이용하여 잡음을 제거한 후, 라벨링 기법을 적용하여 항공 갑판의 결함 영역을 추출한다. 실험 결과에서, 항공 갑판에서 결함을 추출하는데 기존의 방법보다 효과적인 것을 확인하였다. In this paper, we propose an effective method that automatically detects flaws in air deck by using non-destructive testing. First, Gamma correlation transform, 7 ${\times}$ 7 and 13 ${\times}$ 13 Sobel mask apply to the image of air deck acquired non-destructive testing in order to detect the edge of the image. Second, the edge detection area is smoothed and corrected by mean binarization method. Finally, the region of flaws in air deck is detected by a labeling method after removing the noise by the erosion and the dilation operation. In experimental results, we showed that the proposed detection method is effective in air deck.

SOM과 개선된 ART-1을 이용한 악보 인식

김광백,Kim, Kwang-Baek 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 SOM과 개선된 ART-1을 이용하여 악보를 인식하는 방법을 제안한다. 악보 인식을 위해 스캔된 악보 이미지를 호프 변환, Otsu's 이진화를 원본 이미지에 적용하고, 히스토그램 분석을 통해 구분된 작은악절에서 오선을 제거하여 악보의 음표 성분을 추출할 수 있는 이미지 전처리 단계를 수행한다. 오선이 제거된 작은악절은 레이블링을 이용하여 음표 성분을 분리한다. 추출된 음표들은 SOM 알고리즘을 적용하여 일정한 크기로 정규화하고, 정규화된 음표 정보들을 개선된 ART-I 알고리즘을 적용하여 학습과 인식한다. 제안된 방법을 적용하여 음표 인식 실험을 한 결과, 제안된 방법이 음표 인식에 효율적임을 확인하였다. In this paper, we propose a Musical Score Recognition with SOM and Enhanced ART-1 Algorithm. First, we apply Hough transform and Otsu's binarization to the original BMP format image and extract notes from separated passages by histogram analysis with removing staff lines. Then extracted musical notes are normalized to same size by SOM algorithm and ART-1 algorithm plays the learning and recognition role. The experiment verifies that the proposed method is quite effective on printed musical score recognition.

다해상도 영상과 개선된 RBF 네트워크를 이용한 계층적 영문 명함 인식

김광백,김영주,Kim, Kwang-Baek,Kim, Young-Ju 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지B Vol.10 No.4

본 논문은 영문 명함의 다해상도 영상을 이용한 계층적 영살 처리를 통해 문자를 추출하고 개선된 신경망 기법을 이용하여 문자를 인식하는 새로운 계층적 명함 인식 알고리즘을 제안하였다 계층적 인식 알고리즘은 명함 인식 과정을 구성하는 각 처리 단계별로 처리 시간을 단축함과 동시에 성능 향상을 위해 입력된 명함 영상을 해상도가 서로 다른 영상들로 분리하여 적용한다. 우선 1/3배 축소 영상에 가로 스미어링 기법을 적용하여 명함 영상 내에서 문자들을 포함하는 문자열 영역을 추출하고, 문자열 영역으로부터 개별 문자를 추출하기 위하여 1/2배 축소 영상에 새로 스미어링 및 윤곽선 추적 마스킹을 적용한다. 마지막으로 추출된 문자를 인식하기 위해서 문자의 형태학적 특성을 그대로 가지고 있는 원 영상을 사용하며, 다양한 형태를 가진 명함상의 문자를 인식하기 위해 ART1 기반의 개선된 RBF 네트워크를 제안하고 인식 과정에 적용하였다 제안된 인식 알고리즘을 실제 영문 명함 영상에 적용하여 실험한 결과, 기존의 방법과 비교하여 문자 추출 및 인식 성능이 크게 향상됨을 확인하였다. In this paper, we proposed the novel hierarchical algorithm for the recognition of English calling cards that processes multiresolution images of calling cards hierarchically to extract individual characters and recognizes the extracted characters by using the enhanced neural network method. The hierarchical recognition algorithm generates multiresolution images of calling cards, and each processing step in the algorithm selects and processes the image with suitable resolution for lower processing overhead and improved output. That is, first, the image of 1/3 times resolution, to which the horizontal smearing method is applied, is used to extract the areas including only characters from the calling card image, and next, by applying the vertical smearing and the contour tracking masking, the image of a half time resolution is used to extract individual characters from the character string areas. Lastly, the original image is used in the recognition step, because the image includes the morphological information of characters accurately. And for the recognition of characters with diverse font types and various sizes, the enhanced RBF network that improves the middle layer based on the ART1 was proposed and applied. The results of experiments on a large number of calling card images showed that the proposed algorithm is greatly improved in the performance of character extraction and recognition compared with the traditional recognition algorithms.

퍼지 이진화를 이용한 IVUS 영상의 내막/외막 분할

김광백,Kim, Kwang Baek 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.12

혈관내 초음파(IVUS)는 인간 관상 동맥의 혈관 벽 구조를 관찰하고 평가하는데 적용되는 영상이다. IVUS는 정기적으로 관상 동맥에서 죽상 동맥 경화 병변을 찾는 데 적용된다. 혈관 구조의 자동 분할은 관상 동맥 장애를 감지하는데 중요하다. 따라서 본 논문에서는 혈관 내 영상에서 퍼지 이진화 기법을 적용하여 효과적으로 내막/외막 영역을 추출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 혈관을 탐색하기 위해 기본적으로 퍼지 이진화 기법을 적용하지만 픽셀 강도의 상이한 균질성을 갖는 경우에는 평균 이진화 기법을 적용한다. 우리는 퍼지 이진화 결과와 평균 이진화 결과를 IVUS 이미지와 차별화하여 혈관벽의 내부/ 외부를 감지하기에 효과적인 자동 분할 방법을 구현하였다. 제안된 방법의 구현 결과로부터 Intima-Media Thickness (IMT) 또는 대상 영역의 부피와 같은 중요한 통계를 쉽게 계산할 수 있도록 하였다. IVUS is an intra-operative imaging modality that facilitates observing and appraising the vessel wall structure of the human coronary arteries. IVUS is regularly used to locate the atherosclerosis lesions in the coronary arteries. Auto-segmentation of the vessel structure is important to detect the disorder of coronary artery. In this paper, we propose a simple strategy to extract Intima/Adventitia area effectively using fuzzy binarization from intravascular images. The proposed method apply fuzzy binarization to find the adventitia but apply average binarization to locate the intima since they have different homogeneity of pixel intensity comparing with the environment. In this paper, we demonstrate an effective auto-segmentation method for detecting the interior/exterior of the vessel walls by differentiating the fuzzy binarization result and average binarization result from IVUS image. Important statistics such as Intima-Media Thickness (IMT) or volume of a target area can be easily computed from result.

ART2 알고리즘을 이용한 초음파 영상에서의 충수 추출

김광백,Kim, Kwang Baek 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.11

본 논문에서는 복부 초음파 영상에서 충수를 추출하는 방법을 제안한다. 제안된 충수 추출 방법은 복부 초음파 영상에서 명암 대비를 강조하기 위해 Ends_in Search Stretching 기법을 적용하고, Max-Min 이진화, 영역 레이블링, 잡음제거, Cubic Spline 보간법을 적용하여 복부 근육의 하단 근막 부분을 추출한다. 그리고 초음파 영상에서 추출된 근막 영역을 제거한 후, ART2 알고리즘을 적용하여 충수를 추출한다. 제안된 방법을 초음파 영상에 적용한 결과, 제안된 충수 추출 방법이 효율적으로 충수가 추출되는 것을 영상의학과 전문의를 통하여 확인하였다. In this paper, we propose a novel method to extract appendix from ultrasound image automatically to avoid such subjectivity issue. In the process, we apply a series of image processing algorithms such as Ends_in search stretching for emphasizing brightness contrast and binarization, region labelling, and cubic spline interpolation for extracting lower bound fasicia line that is the base of extracting the appendix. Knowing that the appendix is located at the lower organ area below the bottom fascia line, we conduct a series of image processing techniques to find the fascia line correctly. And then we apply ART2 algorithm to the organ area in order to extract appendix accurately. Through experiment, the effectiveness of the proposed method is verified based on the field experts' evaluations.

열 영상과 퍼지 제어 기법을 이용한 온도 및 풍향 제어

김광백,조재현,우영운,Kim, Kwang-Baek,Cho, Jae-Hyun,Woo, Young-Woon 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.11

본 논문에서는 에너지 절약을 위한 방법으로 냉방기의 적정 온도 및 풍향을 제어하기 위하여 열 영상과 퍼지 추론 규칙을 적용한 온도 및 풍향 제어 기법을 제안한다. 온도 제어를 위한 시뮬레이션에서는 열 영상을 분석하기 위해서 영상을 $300{\times}400$의 크기를 가지는 색상 분포 영상으로 변환한다. 색상 분포 영상은 Red, Magenta, Yellow, Green, Cyan, Blue의 온도 값을 가지는 R,G, B 값으로 구성된다. 각 색상은 $24.0^{\circ}C$에서 $27.0^{\circ}C$의 분포의 온도 값을 가지며, 색상 분포 영상은 레벨 1에서 레벨 10의 높이 계층으로 분류한다. 분류된 각 계층은 고유의 색상 분포도를 가지며 색상이 가지는 온도 수치에 따라 계층별로 온도 값이 할당된다. 실내 공간의 전체적인 온도의 균형과 풍향을 제어하는 과정은 다음과 같다. 풍향의 방향 및 지속 시간, 그리고 풍향의 강도를 구하기 위한 색상 분포 영상의 온도 및 높이 값을 적용하여 퍼지 소속 함수를 설계한 후, 소속 함수의 소속도를 구하고 퍼지 추론 규칙을 적용하여 풍향의 강도를 구한다. In this paper, we propose a method for control of temperature and the direction of wind in an air-cooler using thermal images and fuzzy inference rules in order to achieve energy saving. In a simulation for controlling temperature, a thermal image is transformed to a color distribution image of $300{\times}400$ size to analyze the thermal image. A color distribution image is composed of R, G and B values haying temperature values of Red, Magenta, Yellow, Green, Cyan and Blue. Each color has a temperature value from $24.0^{\circ}C$ to $27.0^{\circ}C$ and a color distribution image is classified into height hierarchies from level 1 to level 10. The classified hierarchies have their peculiar color distributions and temperature values are assigned to each level by temperature values of the peculiar colors. The process for controlling overall balance of temperature and the direction of wind in an indoor space is as follows. Fuzzy membership functions are designed by the direction of wind, duration time, and temperature and height values of a color distribution image to calculate the strength of wind. After then, the strength of wind is calculated by membership values of membership functions.