• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.1923-1932
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• 2013

본 논문에서는 광각 카메라로 촬영한 영상에서 생기는 영상의 왜곡 문제를 해결하기 위하여, 카메라 모델의 추정과 검증을 통하여 광각 카메라 영상에서의 방사형 왜곡을 보정하는 방법을 제안한다. 먼저, 교정 패턴으로부터 렌즈의 초점 거리와 주점의 위치 등으로 구성된 내부 파라미터와 회전과 위치 정보로 구성된 외부 파라미터를 찾음으로써 카메라의 왜곡 모델을 추정한다. 다음으로, 추정된 카메라 모델로부터 역으로 코너점을 다시 추출하여 검증하고, 마지막으로, 검증된 카메라 모델을 이용하여 영상의 왜곡을 보정한다. 일반 웹 카메라와 광각 카메라로부터 격자 모양의 교정 패턴을 촬영한 영상을 이용하여 방사형 왜곡을 보정하는 실험을 수행한 결과, 제안된 방법이 80% 이상의 개선 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권3B호
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• pp.302-314
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• 2001

많은 비전 응용에서 카메라의 광축은 영상 평면과 직교한다는 가정을 한다. 그러나 가정아래 전통적인 왜곡 영상 보정 방법은 렌즈의 방사(radial) 왜곡과 이탈(decentering) 왜곡만을 고려하고 있다. 그러나 렌즈의 광축(optical axis)과 영상 켈리브레이션 평면이 직교하지 않을 경우는 평면 투명 변환과 카메라 자체의 렌즈 왜곡이 복합되어 나타나게 되므로 기존 방법만으로는 이러한 복합왜곡을 보정할 수 없다. 본 논문에서는 일방 방사왜곡 뿐만 나이라 평면 투명변환과 렌즈왜곡이 동시 존재하는 영상 시스템에서도 적용 가능한 왜곡 영상 자동 보정 방법을 제한한다. 제안한 복합 왜곡 모델은 평면 투명 변환 모델과 렌즈의 방사 왜곡 모델로부터 유도하고, 계수 추출 알고리듬은 비 선형 최소화 기법인 Levenberg-Marquart 방법에 기반을 둔다. 실험은 이상형 격자 영상에 임의 왜곡 계수를 적용한 영상과 WebCam 카메라의 실제 왜곡 영상을 가지고 실시하였고, 기존 방법과 제안한 방법의 보정율을 비교 평가하였다. 실험결과 제안한 방법은 렌즈 왜곡만 있는 경우에도 기존 방법보다 우수하였으며, 복합왜곡 환경에서도 97% 이상의 보정율로 아주 견고하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.458-464
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• 2016

본 논문은 배열안테나의 상호결합(mutual coupling)에 의한 방사패턴 왜곡을 보상하는 최적화 방법을 제시하도록 한다. 배열안테나에서 안테나 사이의 간격이 좁아지게 되면 안테나 상호간의 커플링에 의해 방사패턴에 왜곡이 발생하게 된다. 상호결합은 각 안테나에 여기되는 신호의 크기와 위상을 변화시키며 이는 방사패턴의 왜곡으로 이어진다. 이런 방사패턴의 왜곡 문제를 해결하기 위하여 상호결합을 고려한 여기신호를 각 배열 요소에 공급하는 방법을 제안하였다. 공급신호의 크기와 위상을 결정하기 위하여 입자 군집 최적화 알고리즘(Particle Swarm Optimization)을 사용하였다. 왜곡 보상을 검증하기 위하여 전방향으로 동일한 방사패턴을 갖는 다이폴안테나를 사용하였으며, 배열안테나의 간격을 0.2파장으로 두어 상호결합이 많이 발생하도록 하였다. 최적화를 통한 안테나의 신호를 선정한 결과 이상적인 방사패턴과 동일한 결과가 나오는 것을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.49-60
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• 2012

본 논문은 보정 이미지에서 최 근접 좌표를 이용한 방사 왜곡 보정 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 보간법과는 달리 보정 이미지에서 최근접한 좌표의 거리를 이용하기 때문에 이미지 전체 영역의 화질 향상과 함께 외각영역에서 발생하는 계단 현상을 해결할 수 있다. 그러나 양 선형 보간법을 적용한 기존 구조에서 추가되는 연산으로 인해 하드웨어 크기가 증가한다. 이를 해결하기 위해 룩 업 테이블 구조를 제안하고, 코르딕 알고리즘을 적용한다. Design compiler를 이용하여 합성한 결과 보간법의 모든 과정을 하드웨어로 구현한 구조는 기존 구조에 비해 처리량이 높고, 차량용 후방 카메라의 경우 룩 업 테이블과 하드웨어를 함께 사용한 구조는 모든 과정을 하드웨어로 구현한 구조보다 하드웨어 크기를 10% 줄일 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7C호
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• pp.601-609
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• 2012

본 논문에서는 전산화 단층촬영 시 스캔 시간의 단축 및 환자의 X-Ray 피폭량을 줄이기 위한 방법으로 샘플링 빈도를 줄이고 적은 수의 view를 이용하여 단면 영상을 재구성하는 방법에 대해 연구하였다. 부족한 view로 인해 단면 영상에 발생하는 방사형의 직선형 왜곡(streak artifact) 를 억제하기 위하여 본 논문에서는 sinogram 보간기법을 적용하였다. 인접 view간 영상 특성(밝기, 그라디언트, 픽셀거리)을 기반으로 sinogram 픽셀 간의 매칭을 수행하고 그 결과를 기반으로 변화패턴을 추적하여 sinogram을 보간하도록 하였다. Numerical 팬텀과 자체 제작된 팬텀을 이용하여 제안된 기법을 검증하였다. 선형 보간 기법에 비해 재구성된 단면영상의 디테일을 유지하면서 왜곡이 감소하는 것이 관찰되었으며, PSNR면에서 최대 5%의 향상이 있는 것을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제34권5호
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• pp.448-457
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• 2004

환자의 진단과 치료계획 수립시 필수적인 두부방사선사진 분석을 위한 컴퓨터 프로그램의 개발로 기존의 필름 두부방사선사진을 디지털 이미지로 전환시키는 과정이 필요하게 되었다 이 때 디지털 카메라를 이용할 경우 초점거리에 따른 이미지의 왜곡이 발생하는데 이는 두부방사선사진 분석시 계측치의 오차를 발생시킬 수 있다 또한 이미지 크기와 압축비에 따른 디지털 이미지의 질에 의해서도 두부방사선사진 분석시 가장 중요한 과정인 계측점식별에 있어 오차를 가져올 수 있다. 따라서 본 연구에서는 COOLPIX4500 디지털 카메라(Nikon, Japan)를 이용하여 기존의 필름 두부방사선사진을 디지털 이미지로 전환시 최소한의 왜곡을 보이는 초점거리를 결정하고 필름 두부방사선사진상에서 보이는 수준의 정확한 계측점 식별을 위한 최소한의 디지털 카메라 셋팅에 관하여 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존의 필름 두부방사선사진 촬영시 초점거리 16.4mm (35mm 필름 카메라로 환산시 79.4mm)에서 최소한의 상의 왜곡을 보였다. 초점거리가 16.4mm보다 짧은 광각(wide) 촬영시 상의 원통형 왜곡(barrel distortion)이 발생했고 16.4mm 보다 긴 망원(tele) 촬영시 상의 실패형 왜곡(pincushion distortion)이 발생했다. 필름 두부방사선사진상에서 직접 손으로 tracing한 필름 이미지 셋팅 수준의 정확한 계측점 식별을 위한 최소한의 디지털 카메라 셋팅은 $2272{\times}1704 pixel\;normal(1/8)$ compression 이었다. 따라서 COOLPIX4500 디지털 카메라(Nikon, Japan)를 이용하여 기존의 필름 두부방사선사진을 디지털 이미지로 전환하는 경우 초점거리 16.4mm에서 최소한 $2272{\times}1704$ 픽셀 (pixel) 이미지 사이즈와 normal(1/8) 압축비의 셋팅을 설정하여야 한다.

• 한국음향학회지
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• 제17권7호
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• pp.61-73
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• 1998

라우드스피커의 비선형 음향특성을 해석하기 위하여 라우드스피커 다이아프램의 비 선형특성을 실험적으로 분석하였다. 라우드스피커를 집중질량계로 모델링하고, 출력소음이 없을 때 적용이 가능한 하모닉 발란스법과 출력소음이 있을 때도 적용할 수 있는 통계적 방 법인 라그란지 배수법을 사용하여 비선형 매개변수를 규명하였다. 70Hz 이하의 주파수 영역 에서는 라그란지 배수법이 2차 하모닉 왜곡특성에서 상대적으로 좋은 결과를 보였으며, 3차 하모닉 왜곡특성에서는 하모닉 발란스법이 실험결과와 잘 일치하였다. 전압가진 및 전류 가 진실험을 통하여, 일반화된 주파수 응답함수를 유도하였고 하모닉 왜곡 및 상호변조 특성을 고찰하였다. 고차 주파수 응답특성은 라우드스피커 비선형 매개변수의 변동에 따른 다이아 프램의 비선형특성을 해석하는데 유용한 수단이 될 수 있음도 확인하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제10B권4호
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• pp.373-380
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• 2003

대부분의 저가형 디지털 카메라에 사용되는 광학계의 경우 상대적으로 심한 렌즈 왜곡을 보이고 있다. 본 연구의 목적은 렌즈의 기하학적 왜곡에 의한 영상 품질의 저하를 보정하려는 것으로 Tsai의 카메라 캘리브레이션 방법을 단순화한 렌즈 왜곡 변수 계산 방법 및 계산된 렌즈 왜곡 변수를 이용하여 왜곡된 원영상을 이미지 워핑을 통해 보정하는 방법을 제안한다. 렌즈 왜곡 변수 계산 단계에서는 카메라 캘리브레이션 과정의 단순화를 위해 scale factor ratio 및 이미지 센터를 처리하는 실질적인 방식에 대해 보고하며 정량적인 이미지 품질 척도를 이용하여 왜곡보정 효과를 측정함으로써 제안된 방법의 타당성을 보인다. 한편, 렌즈 왜곡 변수 계산 단계에서의 결과를 바탕으로 이미지 워핑을 적용하기 위해 역공간 매핑 방식을 적용하는 경우 본 연구에서 적용된 방사상 렌즈 왜곡 모델의 정확한 해를 구하기 위해서는 3차 방정식의 해를 구하여야 한다. 본 논문에서는 정보기기로의 내장형 구현에 필수적인 실시간 처리를 목적으로 2차 방정식으로의 근사화 방법을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 근사화 방법의 실시간 구현 가능성을 보이며 아울러 3차 방정식의 해를 이용한 이미지 워핑의 경우와 성능이 동등함을 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.151-151
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• 2020

표면영상유속측정법은 영상을 이용한 비접촉식 유속 측정 방법으로 카메라 외에 별도로 고가의 장비를 구매할 필요가 없을 뿐 아니라 현장 상황을 영상으로 확인할 수 있기 때문에 현장조사인력이 필요 없어 경제적이고, 안전하다는 장점을 갖고 있는 하천 유속 측정 방법이다. 표면영상유속측정법은 일반적으로 상호상관법을 이용하여 수표면을 촬영한 연속된 두 영상에서 입자군의 명암값 분포를 계산하여 입자군의 변위를 계산하고 이를 두 영상 사이의 시간 간격으로 나누어 입자군의 이동 속도를 산정하는 방법이다. 따라서 표면영상유속측정법으로 산정한 유속의 정확도를 높이기 위해서는 영상 내 두 입자군의 변위를 정확하게 계산하는 것이 무엇보다 중요하다. 즉, 분석하고자 하는 영상의 물리거리를 정확하게 계산할 수 있어야 한다. 카메라를 이용하여 실제 하천 영상을 촬영한 영상은 카메라 렌즈에 의한 왜곡이 필연적으로 발생하게 되고 이는 영상 내의 변위 산정 시에도 영향을 미친다. 특히 드론을 활용하여 넓은 하천 영역을 촬영할 경우 카메라 렌즈에 의한 왜곡은 실제 물리 변위 계산 정확도에 큰 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 카메라 왜곡이 영상 내 변위 산정 결과의 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과 카메라 렌즈 왜곡은 영상 중심에서 방사방향으로 점점 크게 발생하고 왜곡 정도는 비선형적으로 나타났으며, 변위 측정 오차는 영상의 중앙부에서는 거의 차이가 없었으며, 영상 외곽부에서 최대 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 그리고 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시하게 되면 영상 전체적으로 변위측정 오차는 모두 제거할 수 있는 것으로 확인하였다. 따라서 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시하여 표면영상유속 측정 결과의 정확도를 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 향후 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시한다면 하천의 표면유속을 보다 정확하게 측정할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권6호
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• pp.559-566
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• 2011

본 연구에서는 적외선 윈도우의 냉각을 위해 포펫 밸브와 방사형 오리피스로 구성된 냉각장치 유로를 설계하였다. 필요한 냉각제의 양은 운용조건에 따라 달라지므로 포펫 행정거리에 따른 유동장의 유량과 윈도우 전후단 압력 변화를 유동해석을 통해 예측하고 실험을 통해 이를 확인하였다. 설계된 포펫과 방사형 오리피스 유로는 윈도우 냉각에 필요한 유량을 공급하며 윈도우 구조 강도를 만족하도록 내부 압력을 낮추고 적외선 이미지 신호의 왜곡이 없도록 아음속으로 유지하여 요구 조건을 충족시켰다. 실험으로 측정된 유량을 이용하여 윈도우에서의 송출계수와 2차원 해석결과 사이의 보정계수를 확인하였으며 이를 냉각장치의 유량제어에 사용하였다.