이 논문에서 우리는 텍스쳐 정보가 적은 영역이 존재하는 입력 영상들에 대해서도 안정적인 복원을 도출하는 새로운 다시 점 스테레오 방법을 제시한다. 제안된 방법에서는 입력 영상들을 인접한 픽셀간의 색 유사성을 이용하여 세그먼테이션한 후, 세그먼트 단위로 다시점 스테레오를 수행한다. 특히 그 과정에서 한 영상 내의 이웃한 세그먼트들의 깊이 값 유사성, 그리고 서로 다른 시점에서 상응하는 세그먼트 간의 깊이 값 일관성을 가정하여, 텍스쳐 정보가 적은 영역에 대해서도 안정적으로 3D 점들을 생성해준다. 생성된 3D 점들은 그래프 컷 기반의 복원 알고리즘을 통해 일관된 3D 표면으로 복원 되었고, 복원 결과는 제안된 방법이 실제로 기존의 다른 다시점 스테레오에 비해 보다 안정적으로 깊이 정보를 추출할 수 있음을 보여준다. 결과적으로 제안된 방법은 보다 일반적이고 실생활에 가까운 입력 영상들에 대해서도 3D 복원을 수행할 수 있는 방향을 제시한다.
본 논문에서는 평활화 기법이 적용된 새로운 적응적 변이추정 알고리즘을 제시하고 이를 이용하여 스테레오 영상을 효과적으로 복원하는 방법을 제시하였다. 적응적 변이추정 방식은 기존 방식들에 비해 복원된 영상의 PSNR 이 크게 개선되는 것으로 분석되고 있지만 정합창의 크기가 입력 영상의 특징값에 따라 적응적으로 변하기 때문에 정합창이 겹쳐지거나 할당되지 않는 영역이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 적응력 변이추정 방식에 임계값을 설정하여 경계값을 보존하는 평활화 기법을 적용하여 보다 효율적인 스테레오 영상 복원기법을 제시하였다. 즉, 추정된 인접 변이벡터들 사이의 유사성을 이용하여 인접 변이 벡터들을 평활화해 줌으로써 기존의 적응적 정합창에서 발생했던 잘못된 변이벡터의 보정 뿐만 아니라 경계부분에서는 최적의 경계 보존값을 찾아 복원함으로써 보다 효율적인 예측영상의 복원이 가능하였다. CCETT의 'Man'과 'Claud' 영상을 사용한 실험 결과, 제안된 변이추정 기법에 의해 복원된 영상의 PSNR 기존의 화소기반에 비해 10.89dB, 6.13dB, 적응기반에 비해서는 1.41dB, 0.81dB 각각 개선됨이 분석되었다.
본 논문에서는 적응적 변이보상 예측기법을 이용한 효과적인 스테레오 영상 압축 및 복원 방법을 제안하였다. 즉, 스테레오 영상간의 상호 상관도를 적응적으로 추정함으로써 단안 영상을 전송하는데 필요한 수준으로 전송 대역폭을 효율적으로 압축하고 복원할 수 있는 적응적 변이보상 예측기법을 제안하였다. 특히, 예측된 영상을 복원할 때, 스테레오 영상에서 추출된 특징값의 크기에 따른 적응적 정합기법을 적용함으로써 잘못된 변이벡터의 추정을 감소시키고 전체적인 변이의 신뢰도를 향상시켜 복원된 영상의 화질을 개선하였다. CCETT의 'Fichier', 'Manege' 및 'Tunnel' 영상을 사용한 실험한 결과, 제안된 적응적 변이보상 예측기법에 의해 복원된 영상은 기존의 화소기반 및 블록기반 방식에 비해 PSNR이 약 9.08dB 향상됨을 확인하였고, 오차영상의 비교에서도 기존의 방식보다 제안된 기법을 적용한 복원영상이 원영상과 차이가 거의 없음이 분석되었다.
인간 시각이 감지하는 영상정보는 깊이정보가 있는 3차원형태의 정보이다. 이러한 영상정보를 획득하기 위해 2차원의 스테레오영상으로부터 3차원정보를 추출하는 방법이 연구되어왔다. 본 논문에서는 웨이블릿(wavelet) 영역에서의 영역기반 스테레오 매칭(stereo matching)을 통하여 3차원정보를 추출하고 복원하는 것을 제안한다.
X-선 검색장치는 대상체의 단면을 스캔하여 결과를 확인하기 때문에 정확성이 낮다는 것이 문제점으로 지적되어왔다. 이를 개선하기 위하여 선행연구로 스테레오 X-선 검색장치를 개발하여 단일 대상체에 대하여 윤곽선 정합 및 볼륨기반 형상복원 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 스테레오 X-선 검색장치를 이용하여 두 개의 중첩된 대상체를 스캔하여 형상을 분리 복원하기 위한 연구를 진행하였다. 중첩 대상체에 대한 분리 복원을 위해 벡터정보의 거리값을 계산하여 내 외부 복셀을 분리하고 중첩부분에 대한 제거는 Z축을 기준으로 임계치를 두어 분리하는 알고리즘을 제안하였다. 3차원 스테레오 X-선 검색장치에 대한 스캔영상의 형상복원 알고리즘 개선을 통해 제한된 스캔환경에서 집적화된 대상체의 검색을 가능하도록 할 것이다.
본 논문은 3차원 실감 영상 텔레비전을 위한 스테레오 기반 영상 압축 및 전송장치에 관한 것이다. 본 논문에서는 입력되는 두 개의 스테레오 영상에서 영상처리 기반 disparity map을 추출하고, 추출된 disparity map과 두 개의 스테레오 영상 중에 한 개의 영상만을 전송하거나 저장하는 방식이다 기존의 방식은 occlusion 지역에서 대응점을 결정할 수 없는 문제로 인하여 3차원 영상 복원 시 데이터가 손실되는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 블록기반 에러 은닉 기법과 루프 필터를 사용한 복원 영상 보정 알고리즘을 제안하여 3차원 영상 복원 시 생길 수 있는 오차를 최소화하였다. 제안한 알고리즘의 효율성을 보이기 위하여 다양한 실제 영상을 사용하였으며 영상 복원 정확성의 객관적 판단기준을 통하여 제안한 알고리즘이 스테레오 영상을 표현하는데 효과적인 방법임을 증명하였다.
기존 방사선 검색장치는 2차원 방사선 스캔 영상을 사용하기 때문에 정확성이 낮다는 것이 문제점으로 지적되어왔다. 본 연구에서는 컨테이터 X-선 검색 영상에 대한 스테레오 영상처리 기술의 적용 가능성을 분석하였다. 일반적 방사선 검색장치에 라인 센서 하나만을 추가하여 새롭게 고안한 스테레오 영상획득 장치로부터 검사 오브젝트의 좌우 시차 정보를 달리하는 두 장의 이차원 방사선 스캔영상을 획득하였다. 획득 영상에 대해서 매칭 알고리즘을 이용하여 3차원 오브젝트 복원하는 과정을 진행하였다. 오브젝트의 투과밀도 정보인 방사선 영상의 특성상 일반 스테레오 영상처리 알고리즘 적용은 한계가 발생하였다. 이를 극복하기 위해 먼저 이차원 영상의 에지정보에 기반한 3차원 영상복원을 시도하였다. 또한 새로운 볼륨복원 방식의 3차원 복원 알고리즘을 제안하였고, 실험을 통해 오브젝트 검색에서 개선된 형상복원 방법임을 확인하였다. 제안된 기술은 제한된 스캔환경에서 CT나 MRI 적용이 어려운 오브젝트에 대해 응용이 가능할 것이다.
본 논문에서는 입체감을 보존하여 스테레오 영상의 크기를 조정하는 기법을 제안한다. 스테레오 영상의 디스패리티 데이터를 이용하여 좌우 영상의 중요 영역을 추출하고, 영상의 빈 공간을 인페인팅(inpainting) 기법을 통해 복원한다. 복원된 배경 영역의 크기를 선형적으로 조정하고, 중요 영역은 최대한 보존하도록 크기를 조정하여 배경 영역에 붙여 넣는다. 실험 결과 제안하는 알고리즘이 기존 이미지 크기 조정 기법보다 스테레오 영상의 중요 정보와 입체감을 왜곡하지 않고 보존함을 확인할 수 있었다.
본 논문은 스테레오 비디오 데이터 압축 및 복원을 위한 그리드(Grid) 기반 2D 워핑 방법을 제안한다. 스테레오 비디오에 대한 데이터 표현 방법으로 깊이지도 및 매쉬(mesh)를 이용한 방법이 주로 사용되어 왔으며 매쉬를 이용한 방법은 두 영상간의 매칭되는 노드를 이용하여 데이터 압축 효율을 높일 수 있다. 그러나, 두 영상에서 매칭되는 노드의 위치를 찾는 것은 매우 어려운 일일 뿐만 아니라 매쉬에 의해서 워핑된 영상과 목적이 되는 스테레오 영상의 좌측 또는 우측 영상간의 왜곡이 불가피하다. 따라서 이러한 왜곡을 보정하기 위하여 잔여영상(Residual image) 정보를 추가로 요구하게 된다.제안된 논문은 이러한 잔여영상 정보를 최소화 하기 위하여 반복적으로 2D워핑을 수행하며 최적화된 워핑 영상을 생성함으로써 목적영상과의 오차를 최소로 유지하여 추가정보인 잔여 영상의 데이터 용량을 최소화 한다. 전체영상에 대하여 2D워핑을 수행하며 각각의 노드를 변경하는 것은 많은 비용을 감수해야 하기 때문에 오차영역에 대하여 지역단위로 분할하고 단계적으로 최적화를 이루는 분할정복 방법을 사용하였다. 본 논문의 실험에서는 스테레오 영상에 대하여 각각의 신호대 잡음비(PSNR)를 통해 제안한 방법의 품질을 평가하였을 뿐만 아니라 기존의 메쉬 기반한 방법과 깊이지도를 이용한 방법과의 데이터량을 비교하였다. 실험결과를 통하여 제안한 방법의 데이터 압축의 효율성 및 품질의 우수성을 확인하였다.
최근 스테레오 정합 기술은 정합하고자 하는 픽셀을 포함한 국부적인(local) 영상의 정합 비용과 시차의 변화 비용을 누적하는 전역적(global)인 방법을 많이 사용하고 있다. 특히 전역적 스테레오 정합에서도 비용누적 (cost accumulation)의 방향을 일반적인 수평방향이 아닌 다수의 방향을 사용하는 연구가 늘고 있다. 본 논문에서는 기존의 스테레오 정합 기술을 다중 방향성 정합 기술로 확장하는 방법을 제안한다. 픽셀의 국부적인 정합 비용은 단순한 NCC (Normalized Cross Correlation)를 사용하였고 전역적 정합 기술의 하나인 정합선 최적화(Scan-line Optimization) 방법을 다중 방향으로 확장하는 기술을 제안하였다. 우선 정합선 최적화를 다중 방향으로 실행한 후 이들 결과를 이용하여 신뢰도가 높은 시차영상 (disparity image)을 획득한다. 반복적인 다중 방향 정합선 최적화 시행 후, 시차영상에서 남은 공백은 홀 복원 방법으로 계산한다. 시차가 구해진 픽셀에 대해서는 신뢰도 점수를 매긴 다음 이 점수를 확산하여 신뢰도 점수 테이블에서 가장 높은 값을 가지는 시차값으로 홀을 복원하였다. 제안하는 기술을 미들버리(Middlebury)의 스테레오 영상을 사용하여 오차를 분석하였다. 기존의 전역적 방법과 제안 기술을 이용하여 시차영상을 계산하고 그 오차를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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