디지털영상 국부정규화처리의 영역분할 구도

황중원,황재호 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.44 No.4

This paper presents a segmental scheme for regions-composed images in local normalization process. The scheme is based on local statistics computed through a moving window. The normalization algorithm uses linear or nonlinear functions to transfer the pixel distribution and the homogeneous affine of regions which is corrupted by additive noise. It adjusts the mean and standard deviation for nearest-neighbor interpoint distance between current and the normalized image signals and changes the segmentation performance according to local statistics and parameter variation adaptively. The performance of newly advanced local normalization algorithm is evaluated and compared to the performance of conventional normalization methods. Experimental results are presented to show the region segmentation properties of these approaches. 영역들로 구성된 영상의 국부정규화처리 알고리즘에 내재된 분할 구도를 소개한다. 이동창에서 산출되는 국부통계치에 근거한 정규화적 접근은 선형 또는 비선형함수를 발생시켜 잡음 오염된 영역들의 화소분포와 근접유사 유형을 변형한다. 현재와 정규화된 영상신호 사이의 최근접 화소 이격거리에 대하여 평균과 표준편차를 조정하고 국부통계치와 파리미터 변동을 연계하여 영역간 분할 상태를 변화시킨다. 이러한 특성에 대하여 기존의 정규화 기법들과 본 연구에서 새로 고안한 국부정규화 기법이 비교 고찰된다. 그리고 실험결과는 국부정규화처리 실현에 의한 영역분할 성능을 보였다.

메이커 페다고지(Maker Pedagogy)로서 TMSI 모형의 가능성 탐색: 고등학교 사례를 중심으로

황중원,강인애,김홍순 한국교육공학회 2016 한국교육공학회 학술대회발표자료집 Vol.2016 No.2

최근 전 세계적으로 ‘메이커 운동’에 대한 관심이 급격하게 증가함에 따라 여러 분야에서 다양한 연구가 이루어지고 있다. 특히 교육 분야에서는 메이커 운동을 통해 보여주는 능동적인 창조자이자 발명가로서의 개인 및 사람들 간의 자발적 공유와 나눔 활동에 주목하여 메이커 활동과 환경이 지닌 교육적 가치를 탐색하고 있다. 곧, 메이커 운동이 가지는 개인적 가치(자기주도성, 창의력, 자신감, 즐거움 등)와 환경적 가치(최신 IT 활용, 민주적 접근성, 소통, 공유, 공감 등)가 복합적으로 확인됨에 따라. 이러한 메이커 운동이 가지는 교육적 의미와 가치를 반영한 교수학습 방법이 요구된다. 이러한 맥락에서 본 연구는 ‘메이커 페다고지’라는 이름으로 메이커 교육의 교수학습 모형으로서 T(Tinkering), M(Making), S(Sharing), I(Improvement)모형을 제안하고 그에 따른 실제 수업사례 결과를 제시하였다. 먼저, Tinkering은 팅커링이라고도 불리는, 일종의 개념화의 단계에 해당된다. 이 단계에서는 다양한 재료와 부품 및 기성품을 자유롭게 만지고 해체하고, 조합하는 일련의 무목적적 활동을 통해 학습자가 메이커 활동 자체에 흥미와 동기를 갖고, 나아가 자신이 만들 것의 아이디어를 도출하는 단계이다. 이어지는 Making, 곧 만들기 단계에서는, 이전 단계에서 도출한 아이디어를 구체화하여 실제로 결과물(제품)을 만드는 활동을 하게 된다. 이어서, Sharing, 곧 공유하기 단계에서는, 만드는 과정 및 결과를 온라인/오프라인 상으로 공유하고, 마지막으로 Improvement, 곧, 개선하기 단계에서는, 앞서 만든 결과물의 만든 과정과 결과를 되돌아보고, 질적으로 좀 더 완성된 새로운 메이킹을 준비하는 활동으로 이루어진다. 이후 본 연구는 TMSI 모형에 따라 설계된 메이커 활동을 2016년 여름, 25명의 고등학교 학생을 대상으로 총 20차시동안 적용하였으며, 그 결과를 제품 제작 과정 및 결과에 대한 분석과 더불어, 학습자와 교사를 대상으로 한 인터뷰를 통해 자료를 수집, 분석하였다. 이를 통하여 매우 긍정적인 학습효과(창조자, 발명가로서의 학습자, 그리고 개방적, 자발적 소통, 공유, 공감의 공동체) 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 TMSI 모형이 메이커 운동의 정신을 반영한 실질적인 메이커 페다고지로서의 역할을 할 수 있었음을 확인하게 하였다. 앞으로 좀 더 다양한 환경에서 TMSI 모형에 의한 메이커 수업적용을 통해 본 모형을 견고하게 하는 과제가 남아있기는 하지만, 메이커 활동은 메이커, 곧, 창조자, 발명가라는 새로운 역할에 따른 학습자가 다양한 도구와 기술을 활용하여 실제적인 학습 환경에서 자기주도적으로, 적극적으로 참여하고 공동체와 공유, 나눔, 소통을 실천하는 학습 환경을 제공할 수 있음은 분명히 확인할 수 있었다.

일방향 순차층위 스네이크 모델에 의한디지털영상의 특징점 추적

황중원,황재호 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.44 No.4

2D 영상의 특징점을 추적하는 이산동적 모델을 고안한다. 종래의 스네이크 접근은 내외 추진력으로 구성된 에너지함수를 최소화하도록 구획을 변형시켜가면서 영상 내의 원하는 특징에 밀착시켜간다. 이 때 스네이크화소를 중심한 인접화소군은 사각형 같은 평면 2차 행렬이다. 본 논문에서는 유사 특성점들을 상호 연결하는 모델 구조를 제시한다. 에너지모델은 그 국부최소점이 활성처리에 유용한 교차 해법에 적합하도록 설계한다. 추적시 선 형태의 1차 행렬 블록을 사용한다. 진행 방향의 반대 끝 라인으로부터 굴곡상태를 만족하는 시발점들을 선정하고 에너지 최소처리를 통해 이웃 라인으로 순차 자동 이동한다. 추적경로는 상승하강점 또는 극대극소점과 같은 굴곡 한계에 의존한다. 이와 같은 층위적 접근은 인접데이터 라인 사이에 수직 또는 수평 방향으로 높은 상관성을 갖는 일방향 특성이 있는 디지털 영상의 특징점 추적에 유용하다. 그리고 인체 경동맥초음파영상에서 그 내외막 시점을 추적하는 실험으로 알고리즘의 효과를 확인하였다. A discrete dynamic model for tracking feature points in 2D images is developed. Conventional snake approaches deform a contour to lock onto features of interest within an image by finding a minimum of its energy functional, composed of internal and external forces. The neighborhood around center snaxel is a space matrix, typically rectangular. The structure of the model proposed in this paper is a set of connected vertices. Energy model is designed for its local minima to comprise the set of alternative solutions available to active process. Block on tracking is one dimension, line type. Initial starting points are defined to the satisfaction of indent states, which is then automatically modified by an energy minimizing process. The track is influenced by curvature constraints, ascent/descent or upper/lower points. The advantages and effectiveness of this layer approach may also be applied to feature points tracking of digital image whose pixels have one directional properties with high autocorrelation between adjacent data lines, vertically or horizontally. The test image is the ultrasonic carotid artery image of human body, and we have verified its effect on intima/adventitia starting points tracking.

웨이브렛 변환과 퍼지 군집화를 활용한 문자추출

황중원,황재호 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.44 No.4

In this paper, a novel approach based on wavelet transform is proposed to process the scraped character which is represented on digital image. The basis idea is that the scraped character is described by its textured neighborhood, and it is decomposed into multiresolution features at different levels with its background region. The image is first decomposed into sub bands by applying Daubechies wavelets. Character features are extracted from the low frequency sub-bands by partition, FCM clustering and area-based region process. High frequency ones are activated by applying local energy density over a moving mask. Features are synthesized in order to reconstruct the original image state through inverse wavelet transform. Background region is eliminated and character is extracted. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method. 웨이브렛 변환에 근거하여 디지털영상으로 부터 문자를 처리하는 새로운 접근법을 제시한다. 대상은 각필(刻筆)문자 영상이다. 각필문자에는 형성된 결상에 유사성이 존속하며 배경부분과 함께 서로 다른 준위의 다해상도 특성들로 분해된다는 점을 착안하였다. 우선 Daubechies 웨이브렛을 적용하여 영상을 부대역들로 분해한다. 저주파 부대역은 분할처리와 FCM근거 퍼지 군집분리 및 면적기반 영역처리기법을 적용하여 문자특성을 추출한다. 고주파 부대역들에는 이동창을 설정하고, 이동창의 국부 에너지를 추정하여 고주파 특성들을 활성화한다. 이들 특성들은 조합되어 역웨이브렛 과정을 통해 본래 영상 상태로 복원되고 배경부분이 배제된 문자를 추출한다. 실험 결과는 제안된 기법의 효과를 보이고 있다.

Improvement of crystal quality for X-ray diffraction of the problematic redox protein complex, thioredoxin and thioredoxininteracting protein

황중원,김명희 한국구조생물학회 2014 Biodesign Vol.2 No.2

Thioredoxin-interacting protein (TXNIP) regulates many biological processes by interacting with thioredoxin (TRX) in aredox-dependent fashion. Thus, elucidation of the mechanism, by which these two proteins interact, is a key to understandredox-dependent cell signaling. Recently, the TXNIP-TRX complex structure and their interacting mechanism have beenpublished. Both TRX (containing 5 cysteine residues) and TXNIP (containing 11 cysteine residues) are highly redoxsensitiveproteins, and are therefore extremely difficult to handle in vitro. Here, we present details of how these problematicredox proteins can be expressed, purified, and crystallized to a suitable quality for X-ray diffraction. Both proteins wereexpressed as a soluble complex in the E. coli Rosetta-gami (DE3) system in which disulfide bonds can form owing to trxB/gor mutation. Moreover, catching TXNIP in an intermediate state, in which TRX was bound, was crucial to obtain stablecomplex proteins linking to crystallization.

MCMC 방법을 이용한 자율주행 차량의 보행자 탐지 및 추적방법

황중원,김남훈,윤정연,김창환 한국로봇학회 2012 로봇학회 논문지 Vol.7 No.2

In this paper we propose the method that detects moving objects in autonomous navigation vehicle using LRF sensor data. Object detection and tracking methods are widely used in research area like safe-driving, safe-navigation of the autonomous vehicle. The proposed method consists of three steps: data segmentation, mobility classification and object tracking. In order to make the raw LRF sensor data to be useful, Occupancy grid is generated and the raw data is segmented according to its appearance. For classifying whether the object is moving or static, trajectory patterns are analysed. As the last step, Markov chain Monte Carlo (MCMC) method is used for tracking the object. Experimental results indicate that the proposed method can accurately detect moving objects.

경사조사(傾斜照射) 강판튜브 방사선영상 영역특성 분석

황중원(JungWon Hwang),황재호(JaeHo Hwang) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7

This paper proposes an regional analytic approach in image data space for radiographic image. Image is segmented into four regions, such as background, thickness, weld area and tube area, due to directional properties. Each region has its own gray level distribution, contrast range and noise property, originated from X-ray project mechanism and electric control system itself. Projection incorrectness and noise influence included on imaging quality is analyzed functionally and statistically. The experimental results shows not only segmental effects, but also visual edge evaluation.

강판튜브 엑스선 영상의 영역별 영상잡음 특성분석

황중원(JungWon Hwang),황재호(JaeHo Hwang) 대한전기학회 2007 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2007 No.4

산업용 CR영상의 기하학적 데이터 분석과 의사결정나무에 의한 측정 패턴인식

황중원(Jung Won Hwang),황재호(Jae Ho Hwang) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.45 No.5

의사결정나무를 구성하여 강판튜브 비파괴평가에 사용하는 산업용 CR영상의 측정 패턴인식을 도모한다. 본래 비파괴평가는 기계학습기법에 의한 패턴식별과 그 분류에 적합한 분야이다. 의사결정나무의 속성들은 비파괴평가 테스트 절차로부터 취한다. 방사선조사 입사각, 경사도 및 거리 등의 기하학적 특성들은 입력 영상 데이터 분석으로부터 추정한다. 이 요소들은 대상 입력을 의사결정나무에서 미리 정해진 분류에로 정확히 그리고 쉽게 분류가 이루어지도록 한다. 이 알고리즘은 비파괴평가 결과의 특성화를 간단히 하며 특성 결정을 간편하게 한다. 실험 결과는 제안한 알고리즘의 유용성을 보였다. This paper proposes the use of decision tree classification for the measuring pattern recognition from industrial Computed Radiography(CR) images used in nondestructive evaluation(NDE) of steel-tubes. It appears that NDE problems are naturally desired to have machine learning techniques identify patterns and their classification. The attributes of decision tree are taken from NDE test procedure. Geometric features, such as radiative angle, gradient and distance, are estimated from the analysis of input image data. These factors are used to make it easy and accurate to classify an input object to one of the pre-specified classes on decision tree. This algorithm is to simplify the characterization of NDE results and to facilitate the determination of features. The experimental results verify the usefulness of proposed algorithm.

산업용방사선영상의 비선형모델링에 의한 영상복구

황중원(Jung Won Hwang),황재호(Jae Ho Hwang) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.45 No.4

이 논문은 산업용 방사선영상을 비선형왜곡의 영향으로부터 복구하는 방법을 제시한다. 비선형 형태의 모델을 구현하기 위해 역자승법칙과 비어의 법칙에 근거한 해석적 방법을 고안한다. 방사선 선원과의 위치설정에 따른 다양성에 기인한 기하학적 영향이 디지털화된 영상에 반영된다. 각도, 위치, 흡수상수, 길이, 너비 및 화소수 산출 등과 같은 파라미터 값으로 표현하는 모델관련 특성을 샘플영상과 일치하도록 모델 내에 수식적으로 규정하였다. 모델과 최근접한 영상으로의 복구를 위한 탄젠트 기울기 기반 보정기법을 고안하였다. 이 방식을 강판튜브 방사선영상에 적용하여 영상을 복구한 결과가 제시되고 논의된다. This paper presents a methodology for recovering the industrial radiographic images from the effects of nonlinear distortion. Analytical approach based on the inverse square law and Beer's law is developed in order to improve a mathematic model of nonlinear type. The geometric effect due to dimensions of the radioactive source appears on the digitized images. The relation that expresses parameters values(angle, position, absorption coefficient, length, width and pixel account) is defined in this model, matching with the sample image. To perform the search for image recovery most similar to the model, a correction procedure is designed. The application of this method on the radiographic images of steel tubes is shown and recovered results are discussed.