• 제목/요약/키워드: 불균일보정

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픽셀 비선형성 모델을 기반으로 한 영상센서 불균일 특성 보정 (CCD Non-uniformity Correction Method based on Pixel Non-Linearity Model)

  • 김영선;공종필;허행팔;박종억;용상순
    • 항공우주기술
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    • 제9권1호
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    • pp.28-34
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    • 2010
  • 균일한 광량의 빛이 카메라에 입력되었을 때 카메라 영상센서 각 픽셀은 이상적으로는 균일한 응답을 보여주어야 하지만 실제로는 그렇지 않다. 이러한 픽셀의 불균일 응답 특성은 영상품질에 직접적으로 영향을 미치지만, 고정된 형태의 잡음이므로 보정과정을 통해서 잡음을 제거할 수 있다. 영상센서 불균일 보정 방법은 특정 광량에서의 기준값만을 가지고 보정계수를 구하는 방법 등을 사용하곤 했지만, 센서의 비선형성으로 인하여 신호가 작은 경우, 혹은 반대로 아주 큰 경우에서는 보정 효과가 크지 않다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 영상센서의 비선형 특성을 고려하여 픽셀 불균일 보정계수 계산하는 방법을 기술하고 자체 구현한 카메라와 별도의 시험셋업을 이용하여 불균일도 시험을 수행하여 알고리즘을 검증하였다. 시험결과는 비선형성 모델을 기반으로 한 보정 알고리즘을 적용했을 때, 모든 광량에서 가장 좋은 성능을 보여주었다.

영상 패치 균질도를 이용한 항공 탑재 초점면배열 중적외선 카메라 영상 기반 불균일 보정 기법 연구 (A Study of the Scene-based NUC Using Image-patch Homogeneity for an Airborne Focal-plane-array IR Camera)

  • 강명호;윤은숙;박가영;고영준
    • 한국광학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.146-158
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    • 2022
  • 중적외선 카메라의 초점면배열 검출기는 검출기 화소마다 응답 특성이 달라 검출기 화소 간 불균일이 발생한다. 또한 카메라 운용 중 카메라 내부 발열 등의 영향으로도 영상에 불균일이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 카메라 제작 단계에서 흑체를 이용해 검출기 화소 간 차이 교정용으로 이득과 오프셋 테이블을 생성해 보정하는 것이 일반적이다. 장비 운용 중 내부 발열 등에 의한 불균일을 보정하는 방법은 입력 영상을 기반으로 한 새로운 오프셋 값을 생성하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 장비 운용 중 발생하는 영상 불균일 보정을 위한 방법으로 입력되는 영상을 블록 형태의 패치로 분할한 후 균질한 영상 패치만 불균일 보정 테이블 생성에 사용하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 불균일 보정 테이블 생성을 위해 획득하는 영상의 카메라 시선 움직임으로 인해 발생하는 움직임 자국 형태의 인공 패턴 노이즈 발생을 방지할 뿐만 아니라, 적은 수의 영상으로도 불균일 보정 성능 향상을 꾀할 수 있다. 실험 결과 기존 전통적인 영상 기반 불균일 보정 방법에서 발생하는 영상 흐름 자국 형태의 왜곡이 발생하지 않았으며 기존 방법 대비 50% 이상 적은 수의 영상으로도 양호한 보정 성능을 확인할 수 있었다.

Readout 회로의 구조를 반영한 적외선 영상의 불균일 보정기법 (Nonuniformity Correction Algorithm of Infrared Images Considering Readout Circuit Architecture)

  • 최은철;강문기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.429-430
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    • 2007
  • FPA (Focal Plane Arrary)를 이용한 적외선 영상 획득 시스템에서 발생하는 주요 잡음 중 하나는 영상에 존재하는 공간적 고정 패턴 잡음(SFPN, Spatial Fixed Pattern Noise)이다. 이것이 발생하는 주된 요인은 배열을 이루고 있는 각 검출기들과, FPA 출력단에 있는 증폭기의 입출력 응답이 균일하지 않고, 시간이 흐름에 따라 그 응답특성이 변화하기 때문이다. 이 문제를 극복하기 위하여 일반적으로 교정기반 불균일 보정 방법(CBNUC, Calibration Based Nonuniformity Correction)과 장면기반 불균일 보정방법(SBNUC, Scene Based Nonuniformity Correction)이 사용된다. 본 논문은 CBNUC를 사용하는 시스템의 FPA 출력단 회로에 구성된 복수의 증폭기에 존재하는 이득의 차이 및 잡음에 의한 불균일을 보정하기 위한 보간 기법을 제안한다. 실험을 통하여 제안한 기법이 CBNUC 기반 적외선 영상 시스템에서 발생하는 규칙적인 패턴의 SFPN을 효율적으로 제거하는 것을 확인하였다. 또한, 제안한 기법은 CBNUC 기반 적외선 영상 시스템에서 주기적으로 수행해야하는 단일점보정 (OPC, One Point Correction)의 수행횟수를 줄이고, 연산량도 적어 실시간 시스템 구현이 가능하다.

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저자장 자기공명영상에서 위상-크기 결합 밀도 함수를 이용한 자동 불균일 자장 보정 물-지방 영상 기법 (Water-Fat Imaging with Automatic Field Inhomogeneity Correction Using Joint Phase Magnitude Density Function at Low Field MRI)

  • 김판기;안창범
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제15권1호
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    • pp.57-66
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    • 2011
  • 목적 : 0.35 Teslas의 저자장 자기공명영상 시스템에서 인체 조직의 물 성분 또는 지방 성분의 영상을 얻는데 있어서 주자장의 불균일도를 two-point Dixon 방법을 기반으로 보정하는 새로운 방법을 모색하였다. 대상 및 방법 : Two-point Dixon 방법을 사용하여 물과 지방의 위상이 동상일 때와 역상일 때의 영상들을 얻은 후 그 영상들로부터 위상과 크기의 위상 크기 결합 밀도 함수를 계산하고, 이를 통해 물과 지방의 영역을 분리하여 3차원 볼륨의 물 영역에서의 주자장의 불균일도 패턴을 분석하고 이를 반복적으로 보정하여 주자장의 불균일도를 개선하였다. 결과 : 제안한 영상 기법으로 인체의 여러 부위에서 주자장의 불균일도를 보정한 물과 지방 영상을 얻을 수 있었다. 삼차원 보정을 통하여 멀티 슬라이스 전체 영상에서 균일하게 물 또는 지방만의 영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 위상-크기 결합 밀도 함수를 통하여 물과 지방의 영역을 분리할 수 있었고, 이를 이용하여 자장의 불균일도를 분석하고 보정할 수 있었다. 제안한 방법을 통해 주자장의 불균일도가 월등히 개선된 물 또는 지방 영상을 얻을 수 있었다.

MRI 영상의 3차원 가시화를 통한 영상 불균일성 보정 기법 (Nonuniformity Correction Scheme Based on 3-dimensional Visualization of MRI Images)

  • 김형진;서광덕
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.948-958
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    • 2010
  • MRI 시스템이 수집하는 인체신호는 매우 미약하기 때문에 영상화 과정을 거치면서 외부 잡음이나 시스템 불안정성에 의한 영향을 쉽게 받을 수 있다. 따라서 본 논문에서는 저 자장 MRI시스템에서 RF 수신코일의 디자인적 요소에 의해 발생되는 불균일성을 분석하여 영상의 균일도 향상 기법을 제안한다. 본 논문에서는 MRI영상의 신호강도 불균일성을 보정하기 위한 방법 중에서 팬텀 데이터를 이용하여 확장된 크기를 갖는 3차원 bias 볼륨 데이터를 획득하기 위한 방법을 제안함으로써 다양한 크기를 갖는 영상의 보정이 가능하도록 하였다. 제안된 bias 데이터의 최적화 기법을 적용하여 실험을 수행한 결과 단일 bias 데이터의 사용으로 다양한 영상법에 의한 영상을 효과적으로 보정할 수 있음을 확인 하였다.

영상센서 픽셀 불균일 보정 알고리즘 개발 및 시험 (Proposal and Verification of Image Sensor Non-uniformity Correction Algorithm)

  • 김영선;공종필;허행팔;박종억
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제44권3호
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    • pp.29-33
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    • 2007
  • 균일한 빛 에너지에 대하여 영상센서의 모든 픽셀은 이상적으로는 균일하게 반응해야하지만 실제적으로는 그렇지 않다. 이러한 영상센서의 불균일 특성은 픽셀자체의 특성과 광학모듈 특성 등에 의하여 발생한다. 영상센서의 불균일 특성은 고정된 형태의 잡음으로 다양한 보정 알고리즘에 의해 보정될 수 있으며 보정능력에 따라 더욱 우수한 영상 품질을 기대할 수 있다. 보통, 영상센서의 불균일 보정은 적절한 알고리즘에 의해 보정계수를 구한 후 이를 적용하여 이루어진다. 본 논문에서는 모든 광량영역에서 좀 더 정확하고 신뢰성 있는 최적의 픽셀 불균일 보정계수 계산 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 불균일 특성을 향상시키기 위해 센서를 1차원으로 모델링하였으며 보정계수를 구하기 위해 여러 광량레벨에서 측정데이터를 얻고 최적의 해를 얻기 위해 최소자승법을 이용한다. 논문에서는 보정계수 획득을 위해 적분구, 프래임그래버를 탑재한 컴퓨터 및 제안한 알고리즘을 구현한 소프트웨어를 사용하였다. 또한 자체 구현한 카메라와 별도의 시험셋업을 이용하여 불균일 시험을 수행하여 제안한 알고리즘을 검증하였다. 제안한 알고리즘을 보정 전 결과 및 기존 방법의 결과와 비교하였으며, 비교 결과, 제안한 알고리즘이 모든 광량에서 가장 좋고 신뢰성 있는 결과를 보여주었다.

미세주사효과를 이용한 배경기반 열영상 불균일 보정 기법 (Scene-based non-uniformity correction for thermal imaging system using microscanning effect)

  • 송인섭;라성웅
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제37권3호
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    • pp.11-16
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    • 2000
  • 본 논문에서는 미세주사장치를 이용하는 이차원배열 적외선 검출기의 불균일 출력특성 보정을 위한 배경 신호 기반의 디지털방식 실시간 보정 기법을 제안한다 기존의 배경기반 불균일 보정 알고리즘은 영상의 움직임을 전제로 하가 때문에 정지영상에 적용하는 경우 영상이 흐려지면서 사라지는 현상이 나타난다 제안된 기법에서는 미세주사 효과와 변형된 Scribner의 알고리즘을 이용하여 이러한 문제점을 해결하고 영상의 불균일을 실시간으로 보정하였다 컴퓨터 모의실험과 하드웨어 시험을 통해 제안된 기법은 동영상뿐만 아니라 정지영상에서도 뛰어난 성능을 보임을 입증하였다.

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타코펄스 불균일성 보정이 포함된 펄스간 시간 측정방법 (Elapsed-time Method With Tacho Pulse Non-uniformity Correction)

  • 손준원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.269-275
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    • 2022
  • 펄스간 시간측정방법은 이상적인 조건에서는 정확한 반작용휠 속도를 측정할 수 있지만, 실제로는 타코펄스 불균일성 때문에 측정속도 오차가 존재한다. 본 연구에서는 불균일성을 극복하는 방법을 살펴본다. 우선 휠을 특정한 속도로 회전시켜서 타코펄스 불균일성을 측정하는 방법을 소개한다. 이렇게 획득된 불균일성 정보를 이용하여 실시간으로 측정오차를 보정하는 방법을 제안한다. 해당 방법은 펄스간 시간 측정방법의 카운트와 사전 측정된 불균일 정보로부터 속도 후보군을 계산하고, 이중에서 실제속도와 가장 가까운 값을 선택한다. 시뮬레이션을 통해서 제안된 방법이 타코펄스 불균일성을 극복하고 정확한 속도를 측정하며 빠른 휠속도 제어도 가능함을 보인다.

비냉각형 TEC-less 열상 시스템에 적합한 선형보간 기반 동적 보정 계수 추정 기법 (Dynamic Calibration Coefficients Estimation with Linear Interpolation for Uncooled TEC-less IRFPA)

  • 한상혁;곽동민
    • 항공우주기술
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    • 제11권1호
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    • pp.98-102
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    • 2012
  • 비냉각형 열상 시스템에 대한 관심이 국방 및 항공우주 분야에서 증가하고 있다. 특히, 국방분야 무기체계에서는 무인화 및 주야간 적군 탐지를 위한 요소기술로 활용되고 있다. 비냉각형 열상 시스템의 연구 분야 중 저비용, 저전력, 소형화를 위한 비냉각형 TEC(Thermal Electric Cooler)-less 열상 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 TEC-less로 운영하기 위해서는 최적화된 불균일보정 계수의 추출 및 적용이 요구된다. 본 논문에서는 TEC-less로 최적화 된 보정 계수 획득 방법으로 선형 보간법을 이용한 보정 계수 추정 방법인 DCCE-LI(Dynamic Calibration Coefficient Estimation with Linear Interpolation)을 제안하고, 실험을 통해 제안 기법이 기존의 정적 보정 계수를 적용한 것에 비해 IR 영상 품질이 우수하고, 실시간 보정 계수 추정이 가능함을 보인다.

불균일 휘도 광원의 UGR 보정을 위한 실험실 구성 (Production of the laboratory that is respected a revision UGR for non-uniform luminance source)

  • 정승균;조용익;오석식;김훈
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.172-174
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    • 2008
  • 대표적인 신광으로 일컬어지는 LED는 기존 광원과는 달리 다수의 LED 소자가 모여 하나의 광원을 구성하여 조명기구를 이루는 형태를 가지고 있으며 이에 따라 높은 휘도와 낮은 휘도가 반복되는 발광 형태를 가지게 된다. 이러한 불균일한 휘도를 가지는 광원의 경우 일반적인 균일 휘도 광원에 사용되던 UGR의 평가치가 그대로 적용되는 것은 적절하지 못한 글레어의 평가가 이루어질 수 있다. 따라서 이에 대한 보정이 실행되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 불균일한 휘도를 가지는 광원에 대해 UGR 글레어 평가식을 보정하기 위한 실험을 수행할 수 있는 실험실을 구성하고 이에 대한 과정을 서술하였다.

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