본 논문에서는 스마트폰 단말기에 장착되어있는 카메라와 플래시를 이용한 photometric stereo 기반의 능동적 3차원 형상 취득 기법을 제안한다. 조명의 위치 변화에 따라 여러 장의 입력 영상을 취득하기 위헤 고정된 위치에서 영상을 취득하는 스마트폰 한 대와 위치를 변화시키며 조명을 투사하는 스마트폰 한 대를 이용하여 시스템을 구성한다. 우선 카메라 렌즈의 왜곡과 카메라 센서의 비선형성 반응함수에 의한 3차원 형상 취득의 오차를 줄이기 위해 카메라 보정을 수행한다. 또한 스마트폰 카메라간의 자세를 추정하기 위해 5-point 알고리즘을 적용한 후 이를 이용하여 광원의 방향 벡터를 추정한다. 그 후 취득된 영상과 추정된 광원의 방향 벡터를 이용하여 photometric stereo기법으로 3차원 형상을 취득한다. 실험결과 본 논문에서 제안하는 기법을 통하여 스마트폰이 저비용 고품질의 소형화된 3차원 카메라의 역할을 수행할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
본 논문은 O링의 치수 측정에 있어 고가의 대 중형 머신비전 장비를 대체할 수 있는 소형 머신 비전 검사 장비에 기반한 O링 부품 내 외경 측정 알고리즘을 제안한다. 백라이트 조명하에 하나의 CCD 카메라를 이용하여 측정 평면으로 부터 영상을 획득하는 소형 머신 비전 검사장비에 의해 획득된 영상을 제안한 영상처리 기법 알고리즘을 이용하여 O링의 외경 및 내경치수를 측정한다. 치수 측정의 정확도를 높이기 위해 렌즈계 왜곡 보정과 원근 왜곡 보정을 소프트웨어적 기법으로 보정 하였고 O링 형상을 고려하여 타원정합 모델을 적용하였으며 보다 타원 정합의 신뢰성을 높이기 위해 RANSAC알고리즘을 적용하였다.
로봇을 비롯한 자동화 기계의 3차원 작업에서 스테레오 카메라는 가장 널리 사용되는 센서 장치이다. 스테레오 카메라를 사용함으로써 3차원 실세계 공간내 임의 목표점의 위치를 측정할 수 있으며, 카메라의 보정은 이를 위한 중요한 선행작업이다. 기존의 카메라 보정법은 크게 선형과 비선형의 기법으로 나눌 수 있는데, 선형의 기법은 간단하나 정확도의 면에서 문제점을 지니고, 비선형 기법은 렌즈의 왜곡을 보상하기 위한 모델링 과정과 이의 비선형 해를 구하는 비교적 복잡한 과정을 필요로 한다는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제의 한 해결방안으로 인공신경망을 적용하는 방법을 연구하고 그 결과를 제시한다. 특히 역전파 알고리즘에 의해 학습된 다층 신경망의 함수 근사화 능력을 활용하여 선형기법의 오차 패턴을 학습함으로써 간단하고 효과적으로 계측의 정확도를 향상시킬 수 있음을 실험을 통하여 보인다.
본 논문에서는 1인칭 3D 게임을 개발하여 액션 카메라의 특징을 활용한 현실적인 카메라 연출을 통해 플레이어에게 극한의 공포를 제공하는 데 중점을 두고 있다. 새로운 카메라 연출 기법으로 광각 렌즈를 사용한 시점 왜곡과 이동 시 카메라 흔들림을 도입하여 기존 게임보다 더 높은 몰입도를 제공하고자 한다. 게임의 주제느 공포 방 탈출이며, 플레이어는 총기를 소지하고 시작한다. 그러나 총기 사용으로 인한 게임의 난도가 낮다는 우려를 극복하기 위해 몬스터 추격과 탄창 수 감소 등의 부담감을 부여하여 플레이어에게 총기 사용을 조절하도록 하였다. 본 논문은 사실적인 연출을 통해 플레이어들의 공포 효과를 극대화 한 새로운 방식의 3D게임을 개발하였다는 데 그 의의가 있다.
플라스틱 섬광체와 상용 50 mm, f1.8 렌즈 및 고감도 CMOS 카메라를 사용하여 방사선치료 시 흡수선량을 측정할 수 있는 광 도시메트리 시스템을 구축하였다. 아울러 촬영된 방사선 분포 영상에 대한 비네팅 보정, 기하학적 왜곡 보정, 스케일 보정을 통하여 화소값으로 선량을 교정하는 절차를 확립하였다. 개발된 광 도시메트리 시스템을 6 MV 의료용 선형가속기에 대하여 선량 특성 평가를 수행한 결과, 심부선량백분율은 이온챔버로 측정한 결과에 비하여 빌드 업 깊이 이상에서는 오차 범위 2% 이내로 일치하였으며, 90% 조사야에 대하여 2.8%의 평탄도가 측정됨에 따라 방사선치료선량 측정 시스템으로서의 충분한 활용가능성을 확인하였다.
3D 게임은 사용자가 바라보는 시점과 시야를 자유롭게 조종할 수 있어서 2D게임에 비해 현실감과 몰입성이 뛰어나다. 3D 온라인 게임에서 사용자의 시점과 시야는 카메라의 위치와 카메라 렌즈의 화각인 FOV(Field of View)에 의해 결정된다. FOV는 단순한 기술적인 요소이지만 어떻게 적용되는 가에 따라 화면왜곡의 양상이 달라지며 게임의 몰입성에 많은 영향을 주고, 일부 게임 사용자에게는 멀미와 같은 신체적인 부작용을 발생시키기도 한다. 이에 본 연구에서는 동일하게 모델링된 데이터에 대해 FOV 값을 조절하여 렌더링한 결과와 실제 게임에 구현된 FOV의 사례를 분석하여 3D 게임 개발을 위한 적합한 FOV 결정 방향을 제시하였다.
본 논문에서는 바둑 대국 동영상에서 배경 영상과의 차이를 이용하여 바둑판 내에서의 움직임을 분석하고, 분석 결과를 이용하여 바둑돌의 착수 위치 및 바둑돌의 종류를 인식하는 자동 바둑 기보 저장 알고리즘을 제안한다. 카메라의 내부 특성이 변하지 않고 렌즈 왜곡이 존재하지 않는다고 가정하였을 때, 바둑판 위에 움직임이 없는 배경 영상과 현재의 영상 간의 차이의 변화량을 블록 단위로 누적한 블록 단위 움직임 맵(Block Motion Map)을 기반으로 움직임의 존재 여부를 판단하고, 착수 후 물체의 움직임이 없어진 영상을 배경 영상으로 갱신하며, 해당 영상과 이전 배경 영상의 패치(Patch)를 이용하여 착수 위치 및 바둑돌의 종류를 인식한다.
A lot of research about camera calibration and lens distortion for wide-angle lens has been made. Especially, calibration for fish-eye lens which has 180 degree FOV(field of view) or above is more tricky, so existing research employed a huge calibration pattern or even 3D pattern. And it is important that calibration parameters (such as distortion coefficients) are suitably initialized to get accurate calibration results. It can be achieved by using manufacturer information or lease-square method for relatively narrow FOV(135, 150 degree) lens. In this paper, without any previous manufacturer information, camera calibration and barrel undistortion for fish-eye lens with over 180 degree FOV are achieved by only using one calibration pattern image. We applied QR decomposition for initialization and Regularization for optimization. With the result of experiment, we verified that our algorithm can achieve camera calibration and image undistortion successfully.
이동 로봇의 운행을 위해서 이동 로봇의 절대 위치를 결정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 신경회로망을 이용하여 랜드마크의 영상을 통해 이동 로봇의 위치를 결정하는 방법을 제안한다. 픽셀의 불확시한 값, 부정확한 카메라 조정과 렌즈의 왜곡으로 인해 이동 로봇의 위치를 결정에 있어서 위치 오차가 생기게 된다. 이러한 오차를 줄이기 위해서 BPNN(Back Propagation Neural Network)를 사용하는 방법을 제안한다. 기존의 방법과 비교하여 우수성을 보여주기 위해서 실험결과를 보여준다.
The objective of camera calibration is to determine the internal optical characteristics of camera and the three-dimensional position and orientation of camera with respect to the real world. Calibration procedure for computer vision should be automatical, accurate and applicable to general purpose cameras and lenses. In this paper, we present camera calibration method which meets the above requirements. The algorithm is based on the two-stage method which takes into account lens distortion in the second stage. In this paper, the overdetermined nonlinear system is established in terms of the constraints to all directions and our calibration algorithm is proposed which is constructed by using Marquardt iterations and our calibration algorithm is proposed which is constructed by using Marquardt iteration method in solving nonlinear equations. Experimental results indicate that lens distortion should be taken into consideration for the calibration of the general-purpose lens. With 24 calibration points acquired out of 512$\times$512 image, the proposed algorithm came up with average error of less than 1 pixel and showed a higher accuracy over the conventional two-stage method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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