딥 러닝은 영상 분류를 위한 여러 방법 중 높은 정확도를 보이는 방법으로 알려져 있다. 본 논문에서는 딥 러닝 방법 가운데 합성곱 신경망 (CNN:Convolutional Neural Network)을 이용하여 영상을 분류함에 있어 배치 정규화 방법이 추가된 CNN을 이용하여 영상 분류의 정확도를 높이는 방법을 제시하였다. 본 논문에서는 영상 분류를 더 정확하게 수행하기 위해 기존의 뉴럴 네트워크에 배치 정규화 계층 (layer)를 추가하는 방법을 제안한다. 배치 정규화는 각 계층에 존재하는 편향을 줄이기 위해 고안된 방법으로, 각 배치의 평균과 분산을 계산하여 이동시키는 방법이다. 본 논문에서 제시된 방법의 우수성을 입증하기 위하여 SHREC13, MNIST, SVHN, CIFAR-10, CIFAR-100의 5개 영상 데이터 집합을 이용하여 영상분류 실험을 하여 정확도와 mAP를 측정한다. 실험 결과 일반적인 CNN 보다 배치 정규화가 추가된 CNN이 영상 분류 시 보다 높은 분류 정확도와 mAP를 보임을 확인 할 수 있었다.
본 논문은 기 촬영된 수업 동영상을 분석 결과와 동기화하여 재생시키고 확인할 수 있는 소프트웨어 구현에 관한 것이다. 이를 위하여 본 논문에서는 동영상 재생 구간과 분석 내용이 동기화 될 수 있도록 하는 동영상 인덱싱 방법, 자료구조, 그에 따른 선별적 재생 방안을 제시한다. 사용자는 제안하는 방식을 이용하여 동영상 재생 내용을 구간별로 확인할 수 있고 역으로 분석 결과를 입력으로 원하는 지점의 동영상 구간을 검색할 수 있다. 본 논문에서는 수업 분석을 도입, 전개, 정리의 시간 흐름 단계로 구분하여 진행하였고, 단계별 재생에 맞게 일정 간격으로 분석 필터를 적용하였다. 구현된 수업 분석 소프트웨어를 사용하여 몇 가지 수업 사례를 적용한 결과, 성공적으로 필요한 수업 분석을 진행할 수 있었고 동기화 성능 실험에서도 그 효율성을 확인할 수 있었다.
최근까지 단일 영상이나 동영상을 영역화하는 기법들은 다양하게 제시되어 왔으나, 유사한 장면에 대한 여러 장의 영상을 동시에 영역화하는 기법은 많지 않았다. 본 논문에서는 한 장소에서 연속적으로 촬영하였거나 전경 물체가 유사한 여러 영상들을 동일 장면 영상으로 정의하고, 이런 동일 장면 영상들을 적은 양의 사용자 입력을 통해 효과적으로 영역화하는 기법을 제안한다. 구체적으로, 사용자가 최초의 영상 한 장을 직접 영역화한 후, 그 영상의 영역화 결과와 영상의 특성을 토대로 다중 단계 신호를 적응적 가중치를 주어서 인접 영상으로 전파하고, 이를 통해 제안하는 기법은 인접 영상을 반복적으로 영역화한다. 영역화는 마르코프 랜덤 장에서의 에너지 최소화를 통해 이루어지는데, 전파되는 신호는 각 픽셀에 대한 에너지를 정의하는 바탕이 되며, 픽셀, 픽셀 패치, 그리고 영상 전체로부터 비롯되었는가에 따라 낮은 단계, 중간 단계, 그리고 높은 단계의 신호로 지칭된다. 또한 에너지 최소화 틀 안에서 전파된 신호를 통해 정의되는 에너지 역시 낮은 단계, 중간 단계, 그리고 높은 단계의 세 단계로 정의한다. 이런 과정을 통해 전파된 신호를 최대한 다양하게 활용하고, 이를 통해 다양한 영상에 영역화 결과가 일관되게 유지된다. 다양한 동일 장면 영상들에 제안하는 기법을 적용하여 성능을 평가하고, 픽셀 패치를 바탕으로 하는 중간 단계 신호만을 이용한 결과와 제안하는 다중 신호를 적용하는 기법의 결과를 비교한다.
본고에서, "나선형 주사 방법에 의한 고속 NMR 영상화" 방법을 제안하고 그에 따른 실험 결과를 보였다. 이것은 2차원 FID 영역을 나선형 궤적으로 스캐닝하며 데이타를 받을 수 있도록 경사 자계 파형 (gradient pulse)을 가하여 빠른 시간에 (수십 msec - 수초)내에 영상 정보를 얻어낸 후, 재구성 알고리즘을 씀으로써 영상을 얻어내는 방법이다. 이 방법의 장점은 첫째로 $T_2$ 감쇄에 의한 PSF (Point Spread Function)가 윈형 대칭으로 주어지므로 영상화 했을때 물체의 구조 식별이 기존의 EPI (Echo Planar Imaging) 방법에 비해서 선명하며, 둘째로 나선형 궤적을 구현하기 의한 경사 자계 파형에서 불연속 점을 없앰과 동시에 파형의 세기가 점차로 증가하는 형태이므로, 기존의, 파형 왜곡에 의해 영상에 미치는 영향을 최소화 할 수가 있으며, 세째로 나선형 스캔을 사이 사이에 끼워 넣는 방법을 씀으로써 해상도를 향상시킬 수가 있다.
블록 기반의 변환 부호화 방식은 영상 압축 표준에 널리 사용되고 있다. 이러한 방식에서 발생하는 여러 종류의 화질 열화 현상 중 블록의 경계에서 나타나는 블록화 현상은 화질을 떨어뜨리는 대표적인 요인이다. 블록화 현상에 의한 화질 열화는 기존의 PSNR 같은 화질 측정값과 부합하지 않아 새로운 평가 기법의 개발이 필요하다. 본 논문은 블록 기반 변환 부호화 방식으로 압축된 영상에서 블록화 현상이 발생한 정도를 측정하여 화질을 평가하는 새로운 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은, 블록화 현상이 블록 경계에서 발생하면 경계면에서 양쪽 화소의 밝기값의 차이가 나며, 대개 그 길이가 블록의 경계 길이 만큼 이어지는 특징을 이용하여 블록화 현상을 찾아낸다. 본 논문에서 제안하는 방법은 원본 영상이 필요치 않고, 블록 경계에서 동작하며, 블록화 현상의 발생 정도를 수치화 한다. 다양한 압축 영상에 본 기법을 적용한 결과, 제안하는 블록화 현상 평가 수치는 인간의 시각 특성에 기반한 주관적 화질 평가와 부합하는 것을 확인하였다.
스캐너 대신 카메라를 이용하여 문서의 사본 영상을 촬영하면 촬영 각도에 따라 기하학적 왜곡이 발생하거나 그림자가 생길 수 있다. 본 논문에서는 카메라로 촬영한 문서 영상으로부터 왜곡을 보정하고 그림자 영향을 제거한 흑백 문서 영상 생성 알고리즘을 제안하였다. 카메라 렌즈의 방사 왜곡으로 인해 휘어진 테두리를 펴거나 촬영 각도에 따라 유입된 문서 외부 영역을 제거하기 위한 기하학적 보정을 위해 2차 미분 필터 기반의 문서 테두리 검출 방안을 마련하였다. 그리고 적응적 이진화 방법으로 그림자를 제거한 흑백 문서 영상을 생성하였다. 제안한 왜곡 보정 흑백 문서 영상 생성 알고리즘을 스마트 폰 카메라로 촬영한 문서 영상들을 대상으로 실험한 결과 우수한 처리 결과를 얻을 수 있었다.
도플러효과를 이용하여 심초음파에서 제공하는 심장의 운동성분석에서 속도지표가 중요하게 사용되고 있지만 판독자 의존도가 높다. 객관성 및 재현성이 높은 게이트 심근 SPECT는 정량화 정보를 제공하고 있으나 속도를 영상화하지는 못하고 있다. 이 연구에서는 게이트 심근 SPECT 영상을 이용하여 속도 영상화 기법을 개발하여 국소 심근 벽 운동에 대한 평가 지표로 사용하고자 하였다. 심근의 분할을 통해 획득되어진 좌표값을 이용하여 심근 모(母)델을 3차원으로 가시화하고 심근벽의 슬라이스별 각 포인트의 속도를 색채 사상을 통해 가시화 하였다. 속도 영상의 유의성 검증을 위하여 총 22명의 데이터에 적용하였으며 정상인 7명과 심근경색 환자 15명으로 그룹을 나누어 각각 적용시킨 결과 정상인의 전체 평균 이동거리는 4.3mm이였고 평균 속도는 11.9mm/s이었으며 환자군에서는 평균 이동거리와 평균 속도가 각각 3.9mm, 10.5mm/s로 나타났으며 정상인의 심벽 움직임 속도가 환자에 비해 빠른 결과를 보였다. 이 논문에서는 게이트 심근 SPECT에서 새로운 지표인 속도 영상화 기법을 개발함으로써 기존의 데이터의 생산성을 향상시키고 재사용성을 증대시켰을 뿐만 아니라 새로운 지표를 이용한 분석을 임상에 적용하는 방안을 제안함으로써 유용성을 검토하였다.
이 논문에서 우리는 블록화 현상과 DCT 계수의 양자화 에러를 최소화 하면서 영상을 복호하는 새로운 기술을 제안한다. 영상의 복호화 과정에서 영상의 DCT 계수는 양자화 된 DCT 계수와 양자화 행렬의 곱으로 구해지게 되고, 양자화 간격의 절반 크기의 에러가 유도 될 수 있다. 이때 역 양자화 과정에서 원 영상의 DCT 계수는 알 수 없으며, 만약 DCT 계수를 양자화 간격 절반 크기 내로 대응 시킨다면 무한개의 해답이 존재하게 된다. 이 논문에서 우리는 하나의 해답을 구하기 위한 단서로, 양자화 에러는 양자화 간격의 절반 크기 내로 제한되어 있으며, 적어도 블록 경계면에서의 불연속성으로 나타나는 고주파 성분은 원 영상에 존재하지 않는다는 사실을 이용하게 된다. 이 두 가지 조건으로 우리는 역 양자화기의 정규화 과정을 거치게 된다. 정규화 된 역 양자화기는 역 양자화 과정에서 얻어지는 DCT 계수를 항상 양자화 에러, 즉 양자화 간격의 절반 크기 범위 내로 대응 시키게 된다. 논문에서 제안된 기술은 JPEG, MPEG-1, H.263+의 영상 압축 표준과 비교하였으며, 비교과정은 시각적인 효과로 기존의 일반적인 방법으로 영상을 복호할 때보다 블록화 현상이 감소한다는 것을 보여주게 되고 또한 원 영상과의 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Blockiness Measure (BM)에 대한 수치적인 비교 결과를 보여주게 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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