• 제목/요약/키워드: 영상취득시스템

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무인기 기반 RGB 영상 활용 U-Net을 이용한 수수 재배지 분할 (Sorghum Field Segmentation with U-Net from UAV RGB)

  • 박기수;유찬석;강예성;김은리;정종찬;박진기
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_1호
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    • pp.521-535
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    • 2023
  • 논·밭 전환 시 수수(sorghum bicolor L. Moench)는 뛰어난 내습성으로 콩과 함께 안정적인 생산이 가능하여 국내 식량작물의 자급률 향상과 쌀 수급 불균형 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대되는 작물이다. 그러나 수량 추정을 위한 재배면적과 같은 기본적인 통계조사는 많은 인력을 투입하여도 오래 걸리는 전통적인 조사 방식으로 인해 잘 이루어 지지 않고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 무인기 기반 RGB 영상에 U-Net을 적용하여 수수 재배지 비파괴적 분할가능성을 확인하였다. 2022년에 7월 28일, 8월 13일, 8월 25일에 각각 영상이 취득되었다. 각 영상취득 날짜에서 512 × 512 영상크기로 훈련데이터셋 6,000장과 검증데이터셋 1,000장으로 나누어 학습을 진행하였으며 수수 농경지(sorghum), 벼와 콩 농경지(others)와 비 농경지(background)로 구성된 세 개 클래스와 수수 농경지와 배경(others+background)으로 구성된 두 개 클래스 기반으로 분류모델을 개발하였다. 모든 취득 날짜에서 세 개 클래스 기반 모델에서는 수수 재배지 분류 정확도가 0.91 이상으로 나타났지만 8월 데이터셋의 others 클래스에서 학습 혼동이 일어났다. 대조적으로 두 개 클래스 기반 모델에서는 8월 데이터셋의 안정적인 학습과 함께 모든 클래스에서 0.95 이상의 정확도를 나타내었다. 결과적으로 8월에 두개클래스 기반 모델을 현장에 재현하는 것이 수수 재배지 분류를 통한 재배면적 산출에 유리할 것으로 판단된다.

차량 내장 센서와 단영상 후방 교차법을 이용한 차량 위치 결정 알고리즘 개발 및 성능 평가 (Development of a Vehicle Positioning Algorithm Using In-vehicle Sensors and Single Photo Resection and its Performance Evaluation)

  • 김호준;이임평
    • 대한공간정보학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.21-29
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    • 2017
  • 최근 활발히 연구가 진행 중인 자율주행차량이나 첨단운전자보조시스템의 효율적이고 안정적인 동작을 위해서 차량 위치를 정확하게 결정하는 것이 중요하다. 주로 사용되는 위성 기반 항법은 신호 수신이 어려운 영역에서 위치 정확도가 매우 떨어지는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 INS 등 추가센서를 이용하는 방안이 모색되고 있지만 높은 비용이 문제가 된다. 이에 본 연구는 고가의 센서를 추가하지 않고 차량에 이미 내장된 센서와 저가의 영상센서를 통합하여 차량의 위치를 정확하게 추정하는 알고리즘을 개발하였다. 차량 내장 센서로부터 제공되는 속력, 각속도와 단영상후방교차법로 결정된 카메라의 위치, 자세를 함께 활용하여 차량의 위치를 추정하였다. 알고리즘의 성능평가를 위해 시범 시스템을 구축하였고, 시험 데이터를 취득하여 주행경로를 추정하였다. 차량 내장 센서만을 이용하였을 경우에 비해 단영상후방교차법 결과를 함께 이용하였을 경우 약 40% 높은 정확도로 차량 경로추정이 가능하였다.

고정익 무인비행기를 이용한 수계 내 녹조 모니터링 연구 (A Study on Green Algae Monitoring in Watershed Using Fixed Wing UAV)

  • 박정일;최승영;박민호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.164-169
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    • 2017
  • 본 연구는 지속적으로 수계 내 녹조를 모니터링할 수 있도록 고정익 무인비행기에 멀티스펙트럴 센서를 탑재시켜 금강 유역의 하천을 촬영하고, NDVI 분석을 수행함으로써 수계환경을 효율적으로 관리하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구 대상지역은 금강 유역의 백제보 인근이며, 연구수행에 사용된 데이터는 녹조 발생 초기인 2016년 7월에 촬영된 영상이다. 데이터 처리과정으로서, Pix4D 소프트웨어를 이용하여 NDVI 영상을 생성하는 작업을 수행하였다. 생성된 NDVI 영상을 클로로필 실측값과 비교하여 관계식을 도출하고 영상 수치 변환 작업을 수행하였다. 그 결과 실측값이 반영된 클로로필 영상을 추출할 수 있었으며, 앞으로 수계환경관리를 위한 녹조 관측 및 모니터링, 그리고 재해예방 측면에서 무인비행기를 이용한 클로로필 정보 취득은 매우 유용할 것으로 판단된다.

다중영상을 이용한 도로시설물 정보추출 (Extraction of Road Facility Information Using Multi-Imagery)

  • 손덕재;유환희;이혜진
    • 대한공간정보학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.91-100
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    • 2002
  • 최근 도로시설물관리 시스템의 구축이 많이 이루어지고 있으며, 이 과정에서 수치지도는 공간 자료기반 구축을 위한 필수 자료로 사용된다. 그러나, 기존 지형도나 준공도면 자료가 시스템 구축용으로 충분하지 않은 경우에는 수치지도의 작성과 수정 및 갱신에 난관을 겪는 사례가 적지 않다. 본 연구에서는 항공사진 및 지상사진 등 다양한 형태의 영상자료를 이용하여 도로시설물 정보를 추출하고자 하였다. 지상취득 영상으로는 현재 많이 쓰이고 있으며 비교적 저가품인 일반카메라, 디지털카메라, 비디오카메라에 의하여 촬영된 단사진 영상을 이용하였고, 여기서 추출한 공간자료와 속성자료는 자료기반의 수정과 갱신에 사용하였다. 아울러 단사진 영상으로부터 추출한 공간자료를 이용하여 상대적인 척도로서 수치지도의 생성 가능성을 타진하였다.

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의사결정 지원을 위한 웹 기반 재난정보 표출 방안 (Web-based Disaster Operating Picture to Support Decision-making)

  • 권영목;최윤조;정혁;송주일;손홍규
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_2호
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    • pp.725-735
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    • 2022
  • 현재 국내에서 발생하는 다수의 재난은 예측 불가능하고 복잡하다는 특징을 가지고 있으며 이로 인한 재산 및 인명피해가 증가하고 있다. 이러한 재난의 초기대응과정은 규모 및 피해확산에 직접적으로 연관 되어있어 최적의 의사결정이 필수적이며 적시에 적용가능한 센서를 통해 현장에 대한 정보 취득이 이루어져야 한다. 하지만 현재 운영되고 있는 재난안전상황실은 필요한 정보보다는 관련 부처와 링크된 정보만 수집되고 있어 적절한 의사결정을 하기에는 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위해 다양한 재난영상정보를 신속하게 수집하여 의사결정 지원에 요구되는 정보를 추출하고 이 결과를 활용할 수 있는 일련의 프레임워크를 제안하고자 하였다. 이를 위해 웹 기반 표출시스템과 스마트폰 애플리케이션을 제안하였으며 실시간에 가깝게 데이터를 수집하고 다양한 분석결과를 공유할 수 있도록 설계하였다. 제안한 표출시스템의 의사결정 지원에 대한 활용성을 검정하기 위하여 Closed-circuit Television (CCTV), 스마트폰, 무인기를 통해 취득한 실제 재난현장의 영상을 기반으로 검토하였다. 뿐만 아니라 재난 시 재난과 관련된 데이터의 유통 및 취득에 대한 제도적인 검토와 함께 해결된다면 효과적인 재난관리가 가능할 것으로 판단된다.

학습용 시각 정보 인식 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Visual Information Extraction System for Education)

  • 신현경
    • 정보교육학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.483-488
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    • 2012
  • 모바일 기반의 스마트 기기의 보급이 확대됨에 따라 교육 현장에서 이를 활용하는 사례가 증가하고 있는 추세이며, 가까운 장내에는 매우 중요한 교육용 기자재로서의 위치를 차지할 것으로 예측된다. 이러한 추세에 맞춰 교육과학기술부는 스마트 교육에 대한 중장기 추진 계획을 발표하였고 현재 추진을 준비 중에 있으며, 다양한 산업계 학계 연구 기관에서 관련 연구 결과물과 시제품들을 활발히 발표하고 있는 현실이다. 본 논문에서는 모바일 스마트 기기에 장착된 비디오카메라를 이용하여 촬영된 영상 내부에 포함된 문자를 인식하는 모듈을 구현하고 이를 응용하여, 교육환경에서 현실적으로 적용 가능한 학습용 시각 정보 인식 시스템에 관련한 설계 및 구현 방안을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 학습용 시각 정보 인식 시스템은 비디오 영상취득, 영상 처리, 정보 추출, 지식 표현 등 4개의 모듈로 구성되었으며, 실제적인 예제를 통해 각 모듈을 설명 하였다.

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해양환경에서 강건한 물표 추적 알고리즘 (Robust Object Extraction Algorithm in the Sea Environment)

  • 박지원;정종면
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.298-303
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    • 2014
  • 본 논문에서는 해양환경에서 취득한 열상 영상에서 물표를 강건하게 탐지하고 추적하는 알고리즘을 제안한다. 먼저 2-D 이산 Harr 웨이블렛 변환(DHWT) 기법을 이용하여 수평, 수직에지를 얻은 다음 수직 및 수평 에지들을 서로 곱하여 하나의 영상으로 결합해 돌출지도를 생성한다. 그런 다음 돌출지도를 이진화하여 물표를 추출한다. 물표를 추적하기 위하여 인접한 프레임에 존재하는 물체간의 가중치가 부여된 유클리디언 거리를 정합척도로 사용하였으며, 정합결과에 대해 물체의 나타남, 사라짐, 잘못된 물체 추출 등을 고려한 궤적관리를 통하여 최종적인 물체 궤적을 얻는다. 실험결과는 제안하는 알고리즘이 물체를 강건하게 추적함을 보인다.

저비용 UAV를 이용한 저고도 항공촬영 영상지도 제작방법의 건축설계 활용을 위한 기초연구 (Basic Study of Architectural Design Using low-cost, low-altitute photogrammertric system)

  • 안길재;김용성
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.789-796
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    • 2015
  • 건축설계과정에서의 첫 단계로서 대지조사는 주로 대지와 그 주위 환경의 조사를 통해 이루어진다. 이를 위한 주된 방법으론 전통적인 현장조사와 함께, 최근에는 V-world, Google earth 와 같은 온라인 서비스의 지형데이터와 고해상도 항공사진이 이용된다. 그러나 도심 건축 환경은 변화는 이러한 서비스로만 조사하기에는 그 자율성이 부족하다. 최근 대중화되기 시작한 저가 무인비행체를 활용한 저고도 촬영 시스템은 기존의 고가의 무인비행체로만 가능하였던 고해상도 영상지도와, 3d 데이터 취득 등의 작업이 건축 설계 분야에서도 쉽게 접근 가능하게 하고 있다. 이에 본 논문에서는 저비용 초경량 무인항공기를 활용하여 도심 밀집 지역에서의 신속하고 경제적인 현황조사 방법을 제시하고자 한다.

스테레오 코딩의 효율화를 위한 밸런싱 방법 (A Balancing Method to improve efficiency of Stereo Coding)

  • 김종수;최종호;이강호;김태용;최종수
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.87-94
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    • 2007
  • 스테레오 영상은 서로 다른 카메라에 의해 취득되기 때문에 잠재적으로 서로 차이가 있고, 이것은 디스패리티 추정시 큰 오차를 유발할수 있으며, 오차분포를 크게하여 전송될 비트레이트에 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 밸런싱함수 추정을 통해 스테레오 영상을 밸런싱하는 방법을 제안한다. 이를 위해, 본 논문에서는 FFT방법을 이용하여 스테레오 영상을 정합하고, Occlusion된 영역의 픽셀들을 고려하기 위해, 디스패리티 벡터 추정 오차값이 큰 블록의 픽셀들을 밸런싱함수 추정에서 제외하였다. 밸런싱함수는 히스토그램 specification방법과 영상의 국부정보, 오차영상을 이용하여 추정하였다. 밸런싱될 영상의 각 레벨들의 맵핑 구간을 히스토그램 specifation 방법을 통해 계산하며 다중 맵핑되는 픽셀들의 경우, 오차영상에서 그 픽셀들의 근방에서 구한 평균들과 밸런싱될 영상(타깃 영상)에서 맵핑될 픽셀의 근방에서 구한 평균이 최소값을 갖는 위치값을 통해 추정하였다. 또한, 추정된 밸런싱함수의 정확성을 향상하기 위해, 오차분포값이 최소가 될 때까지 반복하여 추정하였다. 제안된 방법은, 실험 결과와 같이, 작은 오차분포와 향상된 PSNR 결과를 나타내며 디스패리티 벡터 추정에도 향상된 결과를 보여준다. 그러므로, 스테레오 코딩 시스템에 적용되어 효과적으로 전송량 데이터양을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

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모바일매핑시스템으로 취득한 중첩 전방위 영상으로부터 3차원 객체좌표의 결정 (Determination of 3D Object Coordinates from Overlapping Omni-directional Images Acquired by a Mobile Mapping System)

  • 오태완;이임평
    • 한국측량학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.305-315
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    • 2010
  • 본 연구는 지상모바일매핑시스템을 이용하여 취득한 중첩 전방위 영상을 이용하여 객체점의 3차원 좌표를 결정하는 방법을 제시하고 정확도를 분석하고자 한다. 제안된 방법은 먼저 개별 센서 및 대상공간에 좌표계를 정의하고 좌표계간의 관계를 설정한다. 이에 기반하여 전방위 영상의 한점에 투영되는 객체점이 위치한 직선을 유도하고, 공액점으로부터 결정되는 한쌍의 직선을 교차하여 객체점의 3차원 좌표를 결정한다. 제안된 방법을 통해 결정된 객체점의 좌표를 GPS와 토탈스테이션으로 측정한 검사점 좌표와 비교하여 정확도를 검증하였다. 본 연구의 결과 기선의 길이 및 카메라/대상객체 사이의 상호 위치를 적절하게 설정한다면 객체점의 상대좌표를 수 cm 내의 정확도로 결정할 수 있었다. 절대좌표의 정확도는 정오차로 인해 수 cm에서 1 m 정도를 보였다. 향후 카메라 좌표계와 GPS/INS 좌표계 사이의 관계를 보다 정확하게 설정하고 전방위 카메라의 보정을 통해 절대 좌표의 정확도를 개선할 계획이다.