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물체 정합을 위한 특징점 추출 및 물체 표현에 관한 연구
박정민,손광훈,허영,Park, Jeong-Min,Sohn, Kwang-Hoon,Huh, Young 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.6
물체를 인식하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 물체의 경계선에서 가장 적절한 특징들을 추출해 내어 인식에 사용하는 것이다. 본 논문에서는 경계선 위의 각 화소에서 주변 화소들과의 관계를 이용해 코너점, 접점, 변곡점을 추출하여 물체의 특징점으로 사용하였다. 기존에 주로 사용되던 중요한 특징점의 하나인 코너점은 곡률 함수상에서 찾고, 또한 물체가 직선과 곡선으로 이루어져 있을 경우 코너점만으로 물체를 표현하기에 부족하므로 곡률 함수를 미디안 필터링하여 양자화 잡음을 제거함으로써 접점과 변곡점을 찾는 새로운 방법을 제안하였다. 그리고 이 세 가지 특징점을 물체 정합의 요소로 사용하여 물체를 정합하였다. 정합 방법으로는 Discrete Hopfield Neural Network을 사용하였으며, 성능 분석 결과 곡선이 섞인 물체에서 코너점만으로 물체를 정합한 경우보다 특징점으로 물체를 정합한 경우 우수한 정합 성능을 나타내었다. An efficient approach to recognize occluded objects is to detect a number of essential features on the boundary of the unknown shape. The salient points including corner points, tangential points and inflection points are detected by the relation of neighboring pixels of each pixel on the boundaries. Corner points are usually detected in the curvature function and tangential points and inflection points are detected by median filtering the curvature function to avoid the effect of quantization noise as corner points is not sufficient to represent an object with lines and arcs. Then, these salient points are used as features for object matching. Discrete Hopfield Neural Network is used for object matching. Experimental results show that the matching result using salient points is better than those of using corner points only when an object consists of lines and arcs.
프로젝션 기반 무안경 방식 멀티뷰 3D 디스플레이에서 구면 렌티큐라 렌즈 시트를 이용하여 재생된 입체영상의 해상도를 증가시키는 광학적 접근 방법
손영섭,김성규,손광훈,이광훈,Sohn, Young-Sub,Kim, Sung-Kyu,Sohn, Kwanghoon,Lee, Kwang-Hoon 한국광학회 2012 한국광학회지 Vol.23 No.4
고정 화소수의 표시소자를 기반으로 하는 무안경 방식 다시점 3D 디스플레이는 시점수 증가에 따른 입체영상 저해상도 문제를 안고 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 논문은 프로젝션 기반의 무안경식 다시점 3D 디스플레이 시스템에서 구면 형태의 상용 렌티큐라 렌즈시트를 사용하여 단위화소의 폭을 집속하고 광원수 증가에 따른 유효 해상도를 증가시켜 저해상도의 문제를 해결하는 광학적 접근 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 주어진 시스템환경에서 도출 가능한 주요 파라메터의 정의 및 이론적, 실험적 결과를 통하여 축소 가능한 단위화소폭 및 확장 가능한 유효 해상도를 도출하는 수순으로 수행되었다. 결과적으로 1.016 mm의 단위화소폭을 기준으로 25 LPI의 렌티큐라 렌즈 시트를 투과하였을 경우, 축소된 폭(Beam waist)은 0.19 mm, 확장 가능한 유효 해상도는 최대 5배를 나타내었다. 이와 더불어, 초점심도(Depth of focus)는 1.496 mm로서 상용 렌티큐라 렌즈 시트의 두께 허용치 및 광학계 정렬 허용범위를 충분히 확보하였다. Multi-view 3D displays based on a limited number of pixels have the problem that the stereo-scopic image has a low resolution because of increasing view number. To solve the problem of low resolution, we propose an optical approaching method that focuses the width of a unit pixel by using a commercial spherical shape lenticular lens sheet and increases the effective resolution by increasing the number of sources of light in the multi-view 3D display system based on projection type. The method was performed in such an order that several main derivable parameters were defined, and, through the theoretical and experimental result, the value of the contractible unit pixel width and the scalable effective resolution was derived in a given system environment. As a result, for the case that the ray of light from the projector transmitted the 25 LPI lenticular lens sheet which has the pitch size 1.016 mm, the focused unit pixel width was 0.19 mm and the scalable effective resolution was, at most, 5 times wider than the original one. In addition, the range of depth of focus was 1.496 mm, which shows us the range of thickness tolerances of commercial spherical shape lenticular lens sheet and sufficient optical alignment tolerances.
오주현(Oh Ju-Hyun),손광훈(Sohn Kwang-Hoon) 한국방송·미디어공학회 2007 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2007 No.-
자연스러운 가상현실 제작을 위해서는 정확한 카메라 보정(camera calibration) 과정이 필수적인 선결 조건으로 요구된다. 그러나 기존의 영상처리에 의한 카메라 보정 방식은 특징점 추출에서의 에러 발생과 여러 장의 영상을 촬영해야 하는 등의 단점으로 줌렌즈 카메라 보정에는 사용되기 힘들었다. 본 논문에서는 카메라보정 객체의 모델에 기반하여 카메라 파라미터를 최적화하는 방법으로 카메라 보정을 구현하였다. 최적화 방법으로는 경사기반 방식에 비해 국부최적점에 강인한 것으로 알려진 유전자알고리즘(genetic algorithm)을 사용하였다. 카메라 보정 객체에 낮은 공간주파수 성분을 보강하고, 목적함수에 영상의 밝기 정보를 포함하며, 유전자알고리즘을 사용함으로써 초기치가 최적점에서 멀리 떨어져있는 경우에도 수렴이 가능함을 실험적으로 확인하였다.
시점 간 일관성을 고려한 다시점 깊이 영상의 해상도 개선
최진욱(Choi, Jin-Wook),손광훈(Sohn, Kwang-Hoon) 한국방송·미디어공학회 2011 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.7
최근 들어, Time-of-Flight (TOF) 방식의 깊이 센서가 컴퓨터 비전이나 영상처리분야 등의 연구에서 다양하게 활용되고 있다. TOF 방식의 깊이 센서는 실시간으로 정확한 깊이 정보를 획득할 수 있는 장점이 있는 반면, 해상도가 낮고 센서의 광학적 특성으로 인해 노이즈가 발생한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 깊이 센서의 단점을 극복하고 고품질의 다시점 영상 합성을 위해 기존 깊이 센서에 여러 대의 Charge-coupled Device (CCD) 카메라를 결합하여 시점 간 일관성 있는 고해상도의 깊이 영상을 획득하는 기술을 제안한다. 한정되어 있는 시점의 영상을 이용하여 다시점 영상을 합성할 때, 각 시점에 해당하는 깊이 영상의 정확도에 따라 합성되는 영상의 품질이 결정된다. 따라서 보유 시점에 해당하는 깊이 영상 간의 일관성이 유지되고 객체의 경계가 정확히 보존되어야만 생성되는 임의 시점 영상의 품질이 보장될 수 있다. 이에, 본 논문에서는 Joint Bilateral Upsampling (JBU)을 기반으로 시점 간 일관성을 고려한 깊이 영상의 해상도 개선 기술을 제안하고 이를 통해 다시점 영상 합성 결과의 품질을 향상시킨다.
다시점 혼합현실 시스템을 위한 강인한 3차원 정합영역 추적기법
김장헌(Jang-heon Kim),손광훈(Kwang-hoon Sohn) 한국정보과학회 2002 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.29 No.2Ⅱ
다시점 영상 부호화와 함께, 가상물체를 지능형으로 합성하기 위해서는 정합할 위치를 강인하게 추적(tracking)하여야 한다. 기존의 특징추적기법은 시점이 확장된 시스템에서, 광원의 영향과 가려진 영역의 발생으로 인하여, 추적 할 수 없게 되거나 시각적 혼동 발생하는 등의 많은 문제점을 유발한다. 뿐만 아니라 다시점에 의한 정보의 급격한 증가는 시점간 움직임을 추적하여 정합하는 연산량의 추가적 발생을 초래한다. 이에 본 논문은 광원이나 가려진 영역(occlusion)의 영향이 적은 형상과 정보량이 많은 텍스쳐를 동시에 고려하여 영역의 변형에 따라 발생하는 최적 움직임을 예측하는 파라미터 모델을 결정함으로써 시각영역을 추적한다. 이 때 미리 연산된 카메라 파라미터와 투영관계를 사용해 시점간에 가성 객체를 지속적으로 3차원 정합한다. 결과적으로, 제안된 알고리즘은 기존의 특징추적 알고리즘에 비해 광원의 영향과 가려진 영역에 강인하며 정합의 오류가 적고 추적 할 때 시점간의 대응을 위한 연산을 줄이기 때문에 실감 혼합현실 시스템의 구현에 매우 효율적임을 실험을 통해 증명하였다.
경계 보존 보간법을 이용한 깊이 영상의 해상도 및 품질 개선
김지현(Kim, Ji-Hyun),최진욱(Choi, Jin-Wook),손광훈(Sohn, Kwang-Hoon ) 한국방송·미디어공학회 2011 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.7
본 논문에서는 깊이 영상의 해상도와 품질을 향상시키는 방법을 제안한다. 일반적으로 2D-plus-Depth 구조의 3D 콘텐츠에서는 깊이 영상의 품질이 매우 중요하다. 최근 들어 Time-of-Flight (TOF) 방식의 깊이 센서가 깊이 영상 획득에 많이 사용되고 있는데 TOF 깊이 센서가 제공하는 깊이 영상은 저해상도이기 때문에 고해상도 3D 콘텐츠를 제작하기 위해서는 깊이 영상의 해상도를 상향 변환하는 것이 필수적이다. 또한 고품질의 깊이 영상을 얻기 위해서는 물체 간의 경계를 정교하게 보존하는 것이 중요하다. 최근에는 깊이 영상의 해상도 상향 변환을 위해서 Joint Bilateral Upsampling(JBU) 방식이 많이 사용되고 있다. 본 논문은 깊이 영상의 해상도를 높임에 있어서 우선 보간법을 수행하여 영상의 상향 변환 시에 생긴 빈 홀들의 값을 채워준 후 Bilateral Filtering을 수행함으로써 성능을 높인다. 일반적으로 영상을 상향 변환을 할 때 다양한 방법들이 있는데 본 논문에서는 Nearest Neighborhood(NN), Gaussian과 경계 보존 보간법, 경계 보존 보간법과 Fast Curvature Based Interpolation(FCBI)를 결합한 보간법을 사용하였다. 실험 결과 제안 방법이 기존 방법보다 우수한 성능을 가짐을 보여준다. 또한 경계 보존 보간법과 FCBI를 결합한 보간법을 이용해서 상향 변환을 수행한 결과가 다른 보간법들에 의한 결과보다 우수하다는 점을 알 수 있다.