본 논문에서는 효과적인 프레임율 증가 변환을 위한 새로운 방법을 제안하였다. 첫 번째로 제안한 삼중 프레임 기반의 양방향 움직임 추정 방법은 기존의 양방향 움직임 추정 방법에서 발생한 문제점인 유사한 특성을 갖는 이미지에서의 잘못된 움직임 추정을 해결하여 보간 프레임 생성 시 발생한 블록화 현상을 크게 줄일 수 있었다. 두 번째로 제안한 움직임 벡터 평탄화 방법은 시공간적으로 인접한 움직임 벡터들을 고려하여 블록화 현상의 원인이 되는 아웃라이어를 제거할 수 있었다. 실험 결과 제안한 프레임율 증가 변환 방법은 기존의 방법들과 비교했을 때 평균 PSNR이 최대 4.337 dB만큼 높은 것을 확인할 수 있었고, 평균 SSIM은 최대 0.089만큼 높은 것을 확인할 수 있었다.

본 연구는 IPTV 환경에서 사용자의 취향에 맞는 VOD 프로그램을 추천할 수 있는 시스템을 새로이 제안하였다. 제안 시스템은 내용기반 필터링과 협업 필터링의 장 단점을 상호 보완한 복합 필터링에 의한 IPTV-VOD 프로그램 추천 시스템으로, 각 필터링 기법의 프로그램 선호도(program preference) 값을 단일 지표(single-scale)로 비교 평가할 수 있는 수단을 제공함으로써 실질적인 복합 필터링 추천 시스템을 구축하였다. 사용자의 프로그램 선호 취향을 나타내는 사용자 프로파일(user profile)은 사용자의 과거 프로그램 시청 이력뿐만 아니라 사용자와 유사한 이웃 사용자들의 취향을 1주일 단위로 갱신되는 프로그램 선호도와 중분류 선호도로 표현하였기 때문에 보다 정확한 프로그램 추천이 가능하다. 제안 시스템의 성능평가를 위해 시청률 조사기관인 닐슨리서치의 24주분 지상파 및 케이블 방송 시청 데이터를 IPTV 형식에 맞게 재구성하여 사용하였으며, 다양한 실험을 통해 그 실용성을 입증하였다.

본 논문에서는 웨이블릿 패킷 변환(WPT) 기반의 컬러화 알고리즘에서 슈도랜덤코드(pseudo-random code) 정보의 삽입을 통해 복원된 컬러 영상에서 채도를 보상하는 방법을 제안한다. 우선 컬러 영상을 흑백 영상으로 변환하는 과정(컬러-그레이변환)에서 RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환한 후, Y 영상에 2레벨 웨이블릿 패킷 변환을 적용하여 정보량이 최소인 부영역(수평의 수직, 수직의 수평 부영역)에 CbCr 영상을 삽입한다. 이때 프린팅 및 스캐닝 과정에서 발생하는 채도 열화를 보상하기 위해 원본 영상 CbCr의 최대값 및 최소값을 슈도랜덤코드 형태로 변환하여 대각의 대각 부영역에 역시 삽입한다. 슈도랜덤코드는 CbCr의 최대값 및 최소값을 흰색 점의 개수로 표현한 영상으로, 컬러 복원 과정(그레이-컬러변환)에서 이를 추출하여 원본의 CbCr 최대값 및 최소값과 복원 영상의 CbCr 최대값 및 최소값과의 비를 가중치로 이용함으로써 채도 보상 알고리즘을 수행한다. 실험을 통해 제안된 방법이 복원된 컬러 영상에서 채도를 향상시킴을 색차와 PSNR 수치로 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 마찰계수의 비접촉 추정을 위한 영상정보 활용방법을 제안한다. 마찰계수는 이동체의 도로주행 또는 장애물 극복에 있어 매우 중요한 요소이다. 이동체가 이동경로의 마찰계수를 미리 알 수 있다면 이동성향상을 기대할 수 있다. 본 논문의 마찰계수 추정방법은 영상정보를 활용하기 때문에 이동체가 지면과 접촉하기 전에 마찰계수를 추정 할 수 있다는 장점이 있다. 마찰계수의 비접촉 추정을 위한 영상정보 활용방법은 마찰계수측정실험과 물질그룹생성을 포함한 학습단계와 물질그룹 분류과정과 마찰계수 함수 활용을 포함한 마찰계수 추정단계로 구성되어 있으며 물질 조성비를 생성하는 영상처리는 두 단계에 모두 포함된다. 이 과정을 통해 얻은 마찰계수는 무인이동로봇이 이동경로 진입 전에 미끄러움을 판단하여 미끄럼지역을 회피 할 수 있도록 하며, 저속으로 이동이 가능한 경우 미끄럼이 발생하지 않는 적정속도를 계산하는데 확용 가능하다. 본 논문에서 사용한 지형의 마찰계수와 영상정보는 마찰계수 측정실험을 통해 취득하였다. 마찰계수 추정방법을 평가하기 위해 실험지형의 실제 마찰계수와 추정 마찰계수의 차이를 비교하였다.

무인 로봇이나 무인 항공기 등의 위치 추정 등에 사용되는 산악 영상에서 지평선을 검출하는 것은 지평선의 복잡성, 환경에 의한 가려짐, 영상의 노이즈 때문에 매우 힘들다. 이러한 어려움에도 불구하고 지평선 검출은 무인 이동체에 다양하게 적용될 수 있는 매우 중요한 연구 주제이다. 본 논문에서는 다중 스케일 케니 영상과, 위상 정보, 그리고 영상 속에서의 지평선의 위치 정보를 이용하여 지평선 검출 알고리즘을 개발 하였다. 다중 스케일 케니 영상은 추정(localization)에 강한 고 스케일 케니 영상과 탐색(detection)에 강한 저 스케일 케니 영상으로 구성된다. 알고리즘의 적절한 단계에 각각의 케니 영상을 선택적으로 적용함으로 복잡한 환경에서도 좋은 지평선 검출 결과를 얻을 수 있다. 제안된 알고리즘의 성능은 다양한 영상을 통해 검증되었으며 기존의 기법과 비교되었다.

본 논문에서는 웨이블릿 영역에서 색차를 이용한 효과적인 디모자이킹 방법을 제안한다. 저주파 영역의 웨이블릿 계수는 관찰된 고주파 계수를 이용한 에지 방향적인 보간에 의해 구해진다. 손실된 고주파 계수는 추정된 저주파 계수에 의해 얻어진다. 고주파수 영역에서 결함을 줄이고 시각적인 질을 향상시키기 위해서 웨이블릿 영역에서 색차 방법을 이용하여 고주파수 계수를 업데이트 한다. 웨이블릿 영역에서 제안한 디모자이킹 방법을 시뮬레이션하고, 기존의 디모자이킹 방법들과 비교를 하였다. 실험 결과를 통해 제안 방법이 향상된 디모자이킹 결과를 발생시킨다는 것을 보여주었다.

조명 환경에 의해 발생하는 강한 그림자 영역은 반사 영상을 이용하는 얼굴인식시스템의 성능을 저하시키는 주요인으로써, 인식률을 향상시키기 위해서는 강한 그림자 영역과 얼굴의 특징 영역을 구분해 낼 필요가 있다. 한편 Bilateral 필터는 영상 화소 값의 비선형적인 조합을 사용하여 경계영역을 보존하면서도, 전체 영상을 평활화할 수 있는 특성을 갖는다. 따라서 Bilateral 필터의 특성은 레티넥스 기반 조명 정규화 방법에서의 조명을 추정하는 과정에 사용되는 평활화 필터에 적합하다. 이에 본 논문에서는 강한 그림자 영역을 효과적으로 제거하기 위한 Bilateral 필터 기반의 새로운 조명 정규화 방법을 제안한다. Bilateral 필터의 계수는 화소 간 근접성(proximity)과 불연속성(discontinuity)의 곱으로 설계하여, 추정된 조명 영상에서 강한 그림자 영역이 비교적 정확하게 보존되도록 한다. 제안된 방법의 성능은 PCA(Principle Component Analysis)를 이용하여 인식률을 측정하고, 두 가지 데이터베이스에 대해 기존의 조명 정규화 방법들과 비교하여 평가하였다.

자동노출제어는 카메라에서 연속적을 입력되는 영상의 밝기를 유지하기 위하여 적절한 센서이득 혹은 노출 결정하는 것을 이야기 한다. 최근 노출제어는 영상의 정보 보다는 하드웨어적 장치를 적용하나, 모바일 폰 카메라에서 영상의 평균 밝기와 센서이득 혹은 노출 만을 이용한다. 또한 모바일 장치의 하드웨적 성능고려하여야 하며, 부적절한 제어로 발생하는 flicker 현상을 제거하여야 한다. 따라서 제안된 자동노출제어는 flicker 현상의 제거 및 실시간 수행을 위하여 입 출력 특성곡선에 기초한 Look Up Table(LUT)을 사용한다. 제안된 방법에서는 선행 작업으로 카메라의 센서이득에 따른 입력과 출력 특성을 LUT로 만들어 저장한다. 노출제어에 있어서 먼저 저장된 LUT의 정보와 현재의 센서이득을 통하여 현재 입력 영상에 상응하는 패치를 추정한다. 그리고 추정된 패치와 LUT의 정보를 또다시 이용하여 추정된 패치가 목표 밝기를 가질 수 있도록 하는 최종적인 센서이득을 추정할 수 있게 된다. 제안된 방법은 LUT를 사용함으로써 다음 프레임의 센서이득을 실시간으로 추정 할 수 있고, 또한 반복적 수행 없이 정확한 센서이득을 추정함으로써 flicker를 제거 할 수 있다. 실험 결과영상에서 제안된 방법이 실시간으로 자동노출제어를 할 수 있음을 확인하였다.

프린터와 모니터 장치간의 색 일치를 위한 색 관리 시스템으로 ICC 프로파일을 사용한다. 그러나 모니터 각각의 실제 출력색 자극은 색온도, 밝기, 대비와 같은 모니터의 사용자 설정 값에 따라 달라지고 이를 ICC 프로파일은 반영하지 않기 때문에 실제 이러한 색 관리 시스템을 이용하여 모니터의 색을 프린터에 그대로 재현하기는 어렵다. 또한 LCD 모니터의 경우 사용 시간에 따라 백라이트의 밝기와 색이 변하기 때문에 모니터의 출력 색 자극값은 시간에 따라 달라진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 모니터의 ICC 프로파일 정보를 보정하여 실제 모니터의 출력 색 자극 값을 추정한다. 테스트 영상의 출력물과 모니터, 프린터 ICC 프로파일을 이용한 소프트 프루핑 과정으로 모니터에 재현된 테스트 영상을 칼라 매칭을 통하여 일치하는 과정에서 모니터 ICC 프로파일 정보를 보정한다. 추정된 모니터 ICC 프로파일은 일반적인 색 관리 시스템에서 동일하게 적용하여 입력 영상을 프린터로 출력한다. 실험 결과 기존의 ICC 프로파일을 사용한 경우보다 보정된 ICC 프로파일을 사용해서 출력한 영상의 모니터의 색과 비교하였을 때 더 작은 색차를 나타내었다.

대역분할 부호화방식의 표준인 비가역 9/7 JPEG2000의 경우 0.15bpp 이하에서 양자화 손실로 배경과 에지 부분에서 급격한 화질 왜곡이 발생하는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 고주파대역들의 L-pdf(Laplace probability density function) 통계특성을 이용한 VQ(Visual Quantizer)를 제안하였다. 제안된 VQ는 재생영상의 화질왜곡을 최소화하기 위한 비주얼파라메타와 효율적인 비트율 감축을 위한 가중치 파라메타를 각각 사용하여 설계되었다. 실험결과 제안된 VQ는 0.15bpp이하에서도 재생영상의 시각적 손실을 최소화하면서 재생영상의 화질왜곡 기준척도인 MSE(Mean-Squared Error)도 최소화 할 수 있었다.

최근 초경량 비디오 부호를 위해 분산 비디오 부호 (Distributed Video Coding)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 분산 비디오 부호는 H.264/AVC와 같은 종래의 비디오 부호 기술보다 부호화 복잡도는 훨씬 낮지만, 복호기 복잡도는 높은 특징이 있다. 본 논문에서는 분산 비디오 부호의 낮은 부호 및 복호 복잡도를 갖는 관심 영역 (Region-Of-Interest, ROI) 기반의 분산 비디오 부호를 제안하였다. 제안하는 분산 비디오 부호화는 기존의 분산 비디오 부호화와 달리 Wyner-Ziv (WZ) 프레임 전체를 WZ 부호화 하지 않고, 움직임이 많은 영역을 ROI로 두어 ROI 영역만 WZ 부/복호화 함으로서 부/복호화의 복잡도 감소 뿐만 아니라 비트율을 절감 하는 장점을 가지고 있다. 실험을 통해서 제안된 ROI기반의 분산 비디오 부호가 Hall Monitor 영상에서 최대 0.95dB 이득과 Salesman 영상에서 최대 1.87dB의 PSNR 성능 향상을 보였다. 또한, 기존의 분산 비디오 부호 구조보다 부호화 복잡도는 최대 73.7%, 복호기 복잡도는 최대 63.3%를 낮추는 것을 확인하였다. 낮은 복호 복잡도를 위해 기존의 Low-Density Parity-Check (LDPC) 복호 알고리즘으로 사용된 Belief Propagation (BP) 알고리즘 대신 수렴 속도가 최대 41.71% 빠른 Layered BP (LBP) 알고리즘을 이용하였다.

초점 검출 시스템은 영상 획득 과정에서 영상의 화질을 결정하는 중요한 요소이다. 초점 검출은 크게 영상의 고주파 성분을 평가하여 수치화하는 초점값 연산 부분과 이 초점값을 이용하여 렌즈를 이동시켜 초점을 일치시키는 부분으로 이루어진다. 초점값을 연산하는데 있어 저조도 잡음이 첨가된 환경에서는 잡음에 의해 그 성능이 크게 저하되게 된다. 본 논문에서는 공간 적응적인 가중치를 이용하여 저조도 잡음이 첨가된 환경에서 효율적으로 초점값을 연산할 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 영상의 각 픽셀에서 영상의 국부 특성과 잡음의 특성을 적응적 가중치를 연산하고, 이를 이용해 저조도 잡음에 강인한 초점값 연산자를 제안한다. 제안된 적응적 가중치는 기존의 필터 기반 초점값 연산자에도 적용이 가능한 특성을 갖는다. 잡음이 없는 상태와 가우시안 잡음이 있는 환경 하에서 제안된 연산자의 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 비접촉식 도플러 바이오 레이더의 신호처리 시스템을 임베디드 하드웨어를 구현하였다. 실시간 처리를 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 DSP에 적합한 고속 알고리즘을 사용하여 구현하고 그 성능을 PC에서와 비교하였다. 영점에서 발생하는 데이터 손실 문제를 피하기 위하여 quardrature combining을 적용하였으며, 여러 가지 quardrature combining 방법 중에 DSP 실시간 연산에 적합한 알고리즘으로 arctangent combining을 선정하였다. IQ 신호의 원하는 DC 성분을 획득하면서 ADC에 다이나믹 레인지를 넘지 않도록 DC offset compensation 기법을 제안하였다. Texas Instrument 사의 C6711 DSP와 외장 12bit ADC를 사용하였고 최적화된 elliptic 필터를 설계하였으며 다양한 형태의 수신파형에서 심박수의 검출을 위하여 rate finding 블록에는 자기상관을 적용하는 알고리즘을 적용하였다. ECG와 측정값을 비교함으로 전체 시스템의 성능을 검증 하였고, 이를 통해 상용 가능한 휴대기기로 제작할 수 있도록 측정 거리의 변화에 상관없이 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하였다.

본 논문에서는 실버케어시스템인 스마트 약상자의 사용자 위치파악을 목적으로 Received Signal Strength Indication (RSSI) 기반 근거리 사용자 탐지 시스템을 제안한다. 상기 시스템은 RSSI값을 사용하여 근거리 내 사용자 유무를 파악하는 단일노드 기반 측위기술을 사용하였다. 단일노드 기반 측위기술의 문제점인 Non Line of Sight (NLoS) 통신환경 내 오차 보정을 목적으로, 시스템에 지수이동평균을 적용하여 RSSI값의 급격한 변화에 강인한 시스템을 구현하였다. 고령자의 행동패턴을 고려한 피실험자 대상 실험을 통하여, NLoS 통신황경 내 RSSI값이 급격히 변화할 경우 지수이동평균을 적용함으로써 오차발생확률이 평균 32.26%, 최대 40.80% 감소함을 확인하였다.

본 논문에서는 시간지연신경회로망과 주파수영역의 파라미터를 가지는 선스펙트럼 쌍을 사용하여 정규화 방법에 기초한 잡음억제 시스템을 제안한다. 먼저, 시간지연신경회로망은 선형예측분석하여 구해진 잡음이 부가된 음성신호의 선스펙트럼 쌍을 학습시킨다. 그리고 제안한 시스템은 시간지연신경회로망을 학습시킴으로써 배경잡음에 의하여 열화된 잡음이 부가된 음성신호를 강조한다. 따라서 제안한 시간지연신경회로망은 학습에 의하여 잡음이 부가된 선스펙트럼 쌍의 값을 잡음이 부가되기 전의 값으로 복원하여 잡음을 억제한다. 제안한 시스템은 스펙트럼 왜곡율의 평가법을 사용하여 배경잡음에 의하여 열화된 음성 신호에 대하여 효과적인 것을 확인한다.