본 논문에서는 화재의 조기 감지를 위하여 카메라 입력 영상으로부터 화염을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 화염은 특정 RGB 좌표계를 가지며 지속해서 형태가 변화하며 움직인다. 제안하는 화염 검출 알고리즘은 먼저 야외 환경에서 조도의 변화에 관계없이 화염 검출 알고리즘을 적용하기 위해 Color Constancy 알고리즘을 적용한다. 그 후 화염의 RGB 좌표계와 움직임의 변화를 측정하여 후보영역을 설정하고 Opponent SURF와 SVM을 통해 최종 화염을 검출한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안하는 알고리즘으로 화염을 검출할 수 있음을 확인하였다.
광원 및 조명이 미약한 환경에서 획득된 저조도 영상은 인지적 및 색 왜곡적 측면에서 취약점을 가진다. 영상의 색 복원을 위한 연구인 색 항등성 기법은 저조도 환경에 적합하지 않기 때문에 저조도 영상을 대상으로 적용할 경우에는 좋은 성능을 내지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 저조도 영상의 색 복원을 위한 톤 매핑 및 색 항등성 기법에 대해 분석한다. 톤 매핑 기법은 저조도 영상의 밝기를 개선해 색 항등성 기법의 적용을 가능하도록 하기 위해 사용되며, 이후 다양한 색 항등성 기법을 밝기 조절된 저조도 영상에 적용해 색 복원에 적합 여부를 판단한다.
저조도 환경에서 획득된 영상은 대부분의 픽셀이 낮은 RGB 값을 가지기 때문에 물체가 가지는 색의 식별 및 물체 간의 구별이 어렵다는 문제점을 갖는다. 이러한 문제는 이론적으로 영상 내 존재하는 광원의 영향을 제거하는 것을 목적으로 하는 색 항등성 기법을 적용하여 해결이 가능하다. 저조도 영상에 적합한 색 항등성 기법을 찾기 위하여 본 논문에서는 Barnard 데이터 셋을 바탕으로 하는 저조도 합성 영상을 생성하고 이를 기반으로 다양한 색 항등성 기법을 평가한다. 저조도 합성 영상은 원하는 장면을 가지는 영상과 GTD를 생성할 수 있는 장점이 있기 때문에 실험 영상으로 사용된다. 성능 평가는 색 항등성 기법을 적용한 결과 영상과 GTD 영상을 비교하여 수행된다.
본 논문에서는 조명의 변화에 강건한 얼굴 검출 알고리즘을 제안한다. 영상내의 조명 성분을 줄이기 위하여 컬러 일관성(color constancy) 알고리즘 중 Simplified Horn 기법을 적용한 후 색 정보를 이용하여 얼굴 후보영역을 결정한다. 이렇게 결정된 얼굴 후보영역 중 얼굴영역과 헤어영역의 여러 기하학적인 정보를 이용하여 실제 얼굴 영역을 판단한다. 제안한 알고리즘은 다양한 조명 성분을 갖는 여러 영상에서 테스트 되었으며 높은 검출률을 보였다.
본 논문은 유색 디지털 영상을 위한 새로운 광원 추정 방법을 제안한다. 제안된 광원 추정 방법은 두 단계로 나누어진다. 첫째,유색 영상의 분광 반사율이 먼저 복원된다 이때 복원되는 표면 분광 분포는 수정된 그레이 월드 가정을 적용한 영상의 최대 휘도 영역에 제한된다 다음, 선택된 최대 휘도 영역에 대해 주성분 분석을 통하여 영상의 표면 분광 반사율을 얻는다. 둘째, 표면 분광 반사율을 구한 후 유색 영상의 최대 휘도 영역에 대한 반사광의 분광 분포를 구한다 즉 최대 휘도 영역에 해당하는 화소와, 먼셀 표색계와 대표 광원의 곱으로 만든 반사광의 분광 분포 사이에 색차 비교를 하여 최대 휘도 영역의 화소와 색차가 가장 적은 반사광의 분광 분포를 찾는다. 최종적으로 최대 휘도 영역의 반사광을 해당하는 표면 분광 반사율으로 나누어 줌으로써 영상에 포함된 유색 광원을 추정한다. 제안된 광원 추정 방법을 평가하기 위하여 인공 유색 영상과 다양한 유색 조명 아래에서 디지털 카메라로 촬영한 실영상에 대하여 광원 추정을 실험하였다. 결과 제안된 광원 추정 방법이 인공영상과 실 영상, 모두에 대하여 광원의 분광 분포의 추정에 효과적임을 확인하였다.
본 논문에서는 도로 주행에서 취득한 영상을 개선하는 방법을 제안한다. 일반적인 도로주행 영상은 다양한 조명 환경과 날씨 상태로 인하여 선명하지 못한 영상이 취득되기도 한다. 특히 역광이나 야간에는 품질이 좋은 선명한 영상을 얻기가 더욱 어려우며, 이는 비전기반 지능형 자동차 기술의 응용에 많은 어려움을 준다. 인간의 시각 인지방법은 여러 가지조명 조건을 고려하여 색을 지각한다. 하지만 기존의 영상 개선 방법들은 광원의 위치와 광도, 기하학적 관계를 고려하지 않기 때문에 완벽한 결과를 얻기가 어려우며, 오히려 영상의 질이 떨어지는 경우도 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 1) 주어진 입력 영상의 전처리 과정을 수행한 후, 2) 선명도를 추정하여 색채의 대비를 평가하고, 3) 과대 및 과소평가 결과를 전처리된 영상과 혼합하여 사람이 지각하는 색상과 같이 개선된 영상을 얻는 효과적인 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 시각적으로 개선된 결과를 보여줄 뿐만 아니라 비전기반 지능형 자동차 기술의 한 응용분야인 교통표지판 검출의 전처리 과정으로 적용되어 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.
알려져 있지 않은 광원에 의한 색 변화는 대부분의 영상처리에서 중요한 문제이다. 색상 변화를 보상하기 위해서는 광원의 색상을 추정해야 한다. 이 때 광원에 의한 색 분포의 가정을 사용하게 되는데 이 가정을 만족하지 않는 화소를 사용하게 되면 정확한 추정이 이루어지지 않을 수 있다. 흔하게 사용되는 색 분포의 가정은 장면에서 표면 반사율의 평균은 무채색을 갖는다는 Grey-world 가정이다. 우리는 광원의 내재적인 특징을 바탕으로 카메라 응답 함수의 특성과 함께 화소의 값과 색도가 Grey-world 가정에 어떤 영향을 미치는지 분석하고 광원의 색상을 추정하기 위한 중요한 화소를 검출하기 위하여 가정을 잘 만족하는 화소에 가중치를 주는 방법과 가중치가 적용된 화소에 대해서 기존의 max-RGB 방법을 변형하여 각 채널의 행 방향과 열 방향으로 최대로 가중된 화소를 검출하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 다양한 실제 장면들에 대한 검증을 통해 기존의 다른 방법들에 비해서 정확하게 광원의 색을 추정함을 보였다.
빅데이터 시대의 도래는 데이터에서 스스로 규칙을 배우는 딥러닝의 비약적인 발전을 가능하게 하였으며, 특히 CNN 알고리즘이 거둔 성과는 모델의 구조를 넘어 소스 데이터 자체를 조정하는 수준에 이르렀다. 하지만 기존의 이미지 처리 방법은 이미지 데이터 자체를 다룰 뿐, 해당 이미지가 생성된 이질적 환경을 충분히 고려하지 않았다. 이질적 환경에서 촬영된 이미지는 동일한 정보임에도 촬영 환경에 따라 각 이미지의 특징(Feature)이 상이하게 표현될 수 있다. 이는 각 이미지가 갖는 상이한 환경 정보뿐 아니라 이미지 고유의 정보조차 서로 상이한 특징으로 표현되며, 이로 인해 이들 이미지 정보는 서로 잡음(Noise)으로 작용해 모델의 분석 성능을 저해할 수 있음을 의미한다. 따라서 본 논문은 이질적 환경에서 생성된 이미지 데이터들을 동시에 사용하는 앤드-투-앤드(End-To-End) 구조의 적대적 학습(Adversarial Learning) 기반의 이미지 색 항상성 모델 성능 향상 방안을 제안한다. 구체적으로 제안 방법론은 이미지가 촬영된 환경인 도메인을 예측하는 '도메인 분류기'와 조명 값을 예측하는 '조명 예측기'의 상호 작용으로 동작하며, 도메인 분류의 성능을 떨어뜨리는 방향의 학습을 통해 도메인 특성을 제거한다. 제안 방법론의 성능을 평가하기 위해 이질적 환경에서 촬영된 이미지 데이터 셋 7,022장에 대한 색 항상성 실험을 수행한 결과, 제안 방법론이 기존 방법론에 비해 Angular Error 측면에서 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.
Purpose: The purpose of this study was to propose contrast metric which is based on the human visual perception and thus it can be used to improve the quality of digital images in many applications. Methods: Previous literatures are surveyed, and then the proposed method is modeled based on Human Visual System(HVS) such as multiscale property of the contrast sensitivity function (CSF), contrast constancy property (suprathreshold), color channel property. Furthermore, experiments using digital images are shown to prove the effectiveness of the method. Results: The results of this study are as follows; regarding the proposed contrast measure of complex images, it was found by experiments that HVS follows relatively well compared to the previous contrast measurement. Conclusion: This study shows the effectiveness on how to measure the contrast of complex images which follows human perception better than other methods.
본 논문에서는 이색성 반사 모델에서 분할 과정을 없애는 동시에 카메라의 잡음을 제거함으로써 광원을 보상하는 방법을 제안한다. 일반적으로 고휘도 영역의 화소는 광원에 대한 많은 정보를 포함하게 된다. 따라서 고휘도 영역을 분석함으로써 광원의 특성을 쉽게 분석할 수 있다. 이때 기존의 방법은 고휘도 영역 분할이 필요하고, 이로 인해 영역 분할의 정확성이 광원 추정의 결과에 영향을 미치게 된다. 본 논문은 고휘도 영역에 대해 안정도를 평가함으로써 영역 분할 과정을 생략할 수 있다. 또한 이 과정에서 잡음 및 센서의 불균일에 따른 정확성 감소의 요인들은 제거하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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