본 논문에서는 구조광 3차원 시스템을 위하여 영상처리를 하여 3차원 정밀도를 높이는 방법을 제안한다. 구조광 기반의 3차원 시스템은 투사된 패턴을 특징점으로 하기 때문에 프로젝터와 카메라 사이에 정확한 대응점을 획득해야만 3차원 복원 신뢰성을 높일 수 있다. 그러나 환경에 따라 정확한 대응점 획득이 어려운 점이 많다. 실제 환경에서 물체들은 물체의 재질과 물체 표면의 색상 등의 이유로 서로 다른 반사율을 가지고 있어 여러 물체들이 혼재 되어 있는 환경에서 각각 물체에 투사된 패턴을 정확히 구별하는 일은 어려운 일이다. 따라서 패턴을 획득한 2차원 영상을 개선하여 패턴을 정확히 구별하여 프로젝터와 카메라 간의 화소 대응점의 정확도를 높여야만 3차원 복원 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 노이즈 제거 및 다양한 영상처리를 통하여 2차원 영상들에서 패턴을 정확히 구분하도록 하여 화소 대응점의 정확도를 높임으로써 최종적으로 3차원 정밀도를 개선할 수 있는 방법을 제공한다.
한국생물정보시스템생물학회 2004년도 The 3rd Annual Conference for The Korean Society for Bioinformatics Association of Asian Societies for Bioinformatics 2004 Symposium
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pp.167-177
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2004
본 논문에서는 LC/MS 데이터로부터 동위 원소 패턴(isotope pattern)을 찾는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 기존의 분석 방법에서는 LC/MS 데이터를 1차원적으로 분석하고 있기 때문에 2차원에서 적용할 수 있는 알고리즘을 적용하기가 어렵다. LC/MS 데이터를 2차원 영상으로 가시화해 본 결과, 하나의 동위 원소 패턴에 속하는 단일 동위 원소 피크(single isotope peak)는 모양, 크기와 같은 2차원 형태적 특징들도 유사함을 알 수 있다. 따라서, 기존의 방법들이 질량 스펙트럼과 같은 1차원 신호를 분석하는 것에 중점을 둔 것에 비해, 본 논문에서는 LC/MS 데이터를 2차원 신호 즉, 영상(image)으로 간주하고 영상 처리 방법과 객체 인식 방법을 적용하였다. 실험 결과 같은 동위 원소 패턴에 속하는 각각의 단일 동위원소 피크들 사이에 peak maxima position 뿐만 아니라 skewness, variance등도 유사였으며 이러한 유사도를 기반으로 동위 원소 패턴을 찾을 수 있었다.
본 실험에서는 레이저 간섭 리소그래피를 이용한 2차원 나노 패턴을 형성하였고, 수열합성법을 이용하여 90 도에서 ZnO 나노 기둥을 ZnO/Si 기판 상에 제작 하였다. ZnO 버퍼층은 스퍼터를 이용하여 200도, Ar 분위기에서 증착 하였으며, 레이저 간섭 리소그래피를 이용하여 두 번의 노광을 통해 2차원 나노 패턴을 형성하였다. 먼저, 최적화된 포토레지스트를 ZnO/Si 기판 위에 도포하고, 2500rpm에서 30초간 스핀코팅 한 후, 첫번째 노광을 실시 하였고, ZnO/Si 기판을 회전시켜 첫번째 노광과 교차 시킨 다음 두 번째 노광을 통해 교차하는 부분만 현상되도록 하였다. 기판의 회전 및 기판과 입사 레이저 사이의 각도를 조절하여 제작된 나노 패턴의 종류는 square lattice, centered rectangular lattice, oblique lattice, hexagonal lattice, rectangular lattice, 5가지로, 2차원의 모든 격자를 제작 하였다. 저온 수열합성법에서는 Na citrate를 형상제어제 (surfactant ions)로 사용하여 ZnO 나노 기둥을 형성하였다. $NH_4OH$를 이용하여 용액의 pH를 조절하였고, Zn nitrate hexahydrate를 Zn의 원료 물질로 사용하였다. 2차원 나노 패턴의 3차원 형태는 Atomic force microscopy (AFM, Veeco instruments, USA)를 이용하여 접촉 모드에서 관찰하였고, ZnO 나노 구조는 주사 전자 현미경 (FE-SEM, Model: JSM-6701F, Tokyo, Japan) 를 통하여 분석 하였다. 나노 패턴의 AFM 분석 결과 ZnO/Si 기판상에 포토레지스트가 주기적인 배열을 가지는 것을 확인하였고, ZnO/Si 기판상에 포토레지스트가 완전히 현상된 부분이 일정한 배열을 가지는 것을 확인하였다. 포토레지스트가 현상되어 기판의 표면이 드러난 부분의 크기는 약 250nm로 측정되었다. ZnO 나노 구조의 FE-SEM 분석 결과, 각각의 나노 구조가 나노패턴 중 완전히 현상된 부분만을 통하여 성장되었다는 것을 확인하였고, 형상 제어제로 사용된 Na citrate의 첨가 여부에 따라 나노 구조의 모양이 변화되었다는 것을 알 수 있었다. Na citrate 가 첨가된 나노 기둥의 경우 약 500nm의 길이를 가지는 하나의 기둥 형태로 성장하였다는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 생물의 2차원영상에서 4가지의 특징을 추출한 다음 약품에 대한 생물의 행동 패턴 반응에 대하여 의사결정나무를 적용하여 패턴의 인식 및 분류를 하였다. 생물의 행동패턴을 대변하는 물리적인 특징인 속도, 방향전환 각도, 이동거리에 대하여 각각 중간이상속도비율, FFT(Fast Fourier Transformation), 2차원 히스토그램 면적, 프렉탈, 무게중심을 사용하여 특징을 추출하였다. 이렇게 추출된 4가지의 특징변수들을 사용하여 의사결정나무 모델을 구성한 다음 생물의 약품 첨가에 대한 반응을 분석하였다. 또한 결과에서는 기존의 생물의 행동패턴 구분에 쓰였던 전형적인 기법(conventional methods)보다 본 연구에서 적용한 의사결정나무가 생물의 행동패턴이 가지는 물리적 요소에 대한 독해력을 가짐을 보임으로써 특정환경에서 이동행동에 대한 분석을 용이하게 하고자 하였다.
본 논문에서는 Radon변환을 이용한 새로운 복합 패턴인식 시스템을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 성능을 확인하였다. 2차원 영상을 1차원투영데이타로 변환한 후, A/0를 이용하여 1차원 투영 데이터를 Fourier 변환하여 각도에 따른 fourier 스펙트럼을 구하였다. Fourier 스펙트럼 및 투영 데이터로부터 적절한 특징을 추출한 후, 제곱 Mahalanobis거리를 이용하여 패턴을 인식하였다. 시뮬레이션의 결과는 입력패턴으로 선정한 10개의 패턴에 대해서 100%인식율을 보였다.
2차원 영상에서 물체의 3차원 정보를 얻는 문제는 컴퓨터 시각 연구에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 하지만 대부분의 연구는 2차원 영상의 기하학적인 변화를 분석하는데 초점을 두었기 때문에 복잡한 계산과 많은 시간이 필요하고 고가의 장비를 요구한다. 본 논문에서는 먼저, 물체에 정현파 형태의 패턴을 능동적으로 투영한다. 그리고 물체의 형체에 따라 일어나는 왜곡으로부터 위상의 변화 추출, 이를 깊이 정보를 추정하는데 이용하는 방법을 제안한다.
본 논문에서는 1차원 스트링과 2차원 텍스트를 유동적으로 정렬하는 소위 1-2차 연성 정렬 문제를 정의하고, 이 문제를 위한 동적 알고리즘을 제시하고, 응용 예를 보인다. 문제의 패턴은 그 길이가 주어져 있지만 그 형체가 유연성을 갖고 있어 변형될 수 있다는 점이 지금까지 연구되어온 패턴 매칭 문제와 다르다.
레이더 안테나에서 송신된 전파가 표적에 맞으면 표적의 전기적 특성, 외형 등에 따라 특정한 형태의 전계가 형성되는데, 이를 RCS 패턴이라 한다. 표적의 RCS를 계산하여 RCS 패턴을 플로팅 하는 다양한 상용 프로그램이 있으며, 군함이나 선박과 같은 큰 표적의 해석을 위해서는 저주파 해석기법 보다는 계산 속도가 빠른 고주파 해석기법이 적용된 프로그램이 적합하다. 고주파 해석 프로그램인 XGTD는 표적의 360도 전 방위에 대한 2차원 RCS 패턴을 빠른 시간에 플로팅 가능하나, 3차원 RCS 패턴은 구할 수 없다. 본 논문에서는 XGTD를 이용하여 다양한 각도에서 표적의 2차원 RCS 패턴을 플로팅하고, 이를 이용하여 3차원 RCS 패턴을 생성한 후 3차원 안테나 패턴 파일로 변환하여 활용하는 방안을 제안하였다.
3차원 어패럴 캐드 시스템은 의류산업의 자동화를 위해 세계적으로 꾸준히 연구가 이루어지고 있는 분야로서, 의복의 디자인에서부터 의복 패턴의 결정까지 모든 의복 생산 공정을 컴퓨터를 사용하여 관리, 조절할 수 있는 유용한 시스템이다. 어패럴 캐드 시스템은 지금까지 많은 연구가 이루어졌고 또 만족 할만한 결과들을 얻고 있다. 하지만 3차원 형상으로부터 최종적인 2차원 패턴을 결정할 때 다트를 주어 절개를 하여야하는데, 이 절개선의 결정에 대한 연구가 아직 이루어지지 않았으며, 사용자가 경험상 임의로 다트를 지정 해야하거나 의복에 사용하기에는 부적합하여 아직 미흡한 부분이 남아있다. (중략)
Mobile의 기술발달과 보편화에 따라 소비자들은 Mobil이 자기 개성 표현인 액세서리화되고, 더욱 감성적이고 차별화된 디자인을 요구함에 따라, 기업들은 이런 소비자들의 개성화 감성화의 니즈를 표면처리 디자인 기술로 효율적으로 적용해 소비자의 감성만족을 시키려 하고 있다. 국내외 Mobile 시장에서 Metal Case 외장의 2차원적인 디자인패턴은 다양한 표면처리 가공 접근이 용이하지 못하고, 패턴디자인의 한계에 이르렇다. E/F(INLET)의 도금 가공 기술의 Concept은 "원활한 모재의 제품 박리성" 에 있으나, 역발상으로 "Metal 모재와의 밀착성"으로 제품디자인을 구현하여, 제품의 도금 두께층 및 신뢰성 기술 확보함으로, 표면층에 사진, 그림, 인물 풍경, 자연물이미지 등의 다양한 감성디자인패턴의 구현이 가능해졌다. 산업기술자원부의 디자인혁신센터로 중소기업디자인개발 지원을 위해 설립된 중앙대학교 디자인경영센터와 SR I-TECH의 기술력으로 3차원 감성디자인패턴을 개발하게 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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