• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1335-1342
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• 2014

고해상도의 원격탐사 영상을 이용하여, 이안류에 의한 해저지형변화를 분석하기 위한 연구가 해운대에서 처음으로 수행되었다. 고해상도의 해저지형 정보를 위하여, Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI)-1500 센서로 관측한 반사도와 수심 실측자료가 이용되었다. 구체적으로, 반사값의 최대값을 CASI-1500의 420nm 부터 597nm 파장대에서 구하고, 동시에 지상 검증된 47지정의 해저지형 측정값을 비교하여 경험적으로 산정하였다. 비교결과, 상관계수 0.76이며, RMSE는 1.1m이었다. CASI초미세분광센서의 공간해상력은 바닥의 지형도를 놀라울만큼 상세하게, 특히 해변에 포함되어 있는 이안류에 따른 결과를 세밀하게 표출하였다. 이안류에 의하여 깎여진 두 개의 수로는 그 폭과 경사면에서 주변지역에 비해 뚜렷한 특징이 도출되었다. 왼쪽의 수로가 넓은 폭과 완만한 경사를 보여주는 반면, 오른 쪽의 수로는 약간 좁은 폭과 왼쪽에 비해 약간 급한 경사를 보여주었다. 수치적으로 계산된 해저지형도는 평탄하지 않은 외해의 바닥모양이 이안류에 의한 표류사의 이동과 퇴적에 관련되어 있고, 그것은 수백 미터의 외해에 이른다는 것을 알 수 있었다. 따라서 퇴적된 표류사는 이안류가 없는 지역의 수심에 비하여 지형학적인 변화가 증가되는 것으로 평가되었다. 표류사는 수로의 밖에 해변을 따라 매년 양빈하는 양의 2배가량 됨을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권3호
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• pp.53-61
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• 2012

본 논문에서는 스테레오 적외선 카메라를 이용하여 소형 및 고온으로 날아가는 이동체의 거리를 실시간으로 측정하는 시스템을 제안한다. 이동체와 주변 환경의 온도 차이를 측정하고 고속으로 이동하는 소형 이동체의 거리를 자동으로 측정하기 위하여 적외선 스테레오 카메라 시스템을 구축하였다. 우선 적외선 카메라를 이용하여 취득한 고온의 이동체 영상으로부터 주변의 온도분포와 이동체간의 온도차를 이용하여 이동체영역을 검출하고, 이동체의 움직임 정보와 적외선 카메라 영상의 밝기정보를 결합하여 이동체를 추적한다. 좌우 적외선 카메라 영상에 대하여 각각 추출된 이동체 영역을 중심으로 스테레오 정합을 수행하여 시차정보를 추정하고, 카메라 파라미터와 시차정보를 이용하여 실시간으로 이동하는 이동체의 거리를 추정한다. 본 논문에서 제안하는 적외선 스테레오 카메라 시스템을 검증하기 위하여 고온의 이동체를 촬영할 때, 3차원 궤적(x,y,z) 측정기를 함께 가동하여 이동체가 이동하는 거리를 측정하여 이를 기준 거리(ground truth)로 설정하였다. 3차례의 비디오 데이터로부터 실험한 결과, 적외선 스테레오 카메라를 이용한 고온/소형 이동체의 거리오차 측정 결과는 평균적으로 9.68%로 추정되었다. 스테레오 적외선 카메라의 타이밍 문제(jitter)를 고려하면, 실제로 추정 오차는 줄어들 것으로 판단되기 때문에, 향후 적외선 카메라를 이용하는 다양한 이동체의 거리 및 위치를 측정하는데 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.478-489
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• 2020

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.625-633
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• 2012

카메라로부터 획득한 여러 장의 영상에서 3차원 정보를 얻어내기 위한 Extended Depth of Focus(EDF) 알고리듬은 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 피사물체의 깊이정보에 따른 제한된 초점으로 인해 초점이 일부분 맞는 여러 장의 이미지를 가지고 EDF알고리듬은 각 영상들의 focus 영역에서 하나의 focused 영상과 depth영상을 취득한다. 대부분의 영상처리 알고리듬이 그렇듯, EDF 알고리듬에 사용되는 파라메타들의 초기설정에 따라 결과에 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 EDF알고리듬을 적용하기 전 입력영상의 기반으로 pyramid, wavelet transform, complex wavelet transform을 사용하였으며 EDF알고리즘에서 사용되는 파라메타들의 설정에 따른 각 알고리즘의 성능을 분석하였다. 본 논문에서 제시한 파라메타들은 입력영상의 크기에 따른 down sampling의 단계, 영상의 기반 알고리듬의 영상 복원에 사용되는 최하위 레벨의 이미지에 대한 취득 형태, 연산에 쓰이는 window size의 크기이다. 우리는 실험을 통해 제시한 입력영상에 따라 각 파라메타들이 미치는 영향에 대해 분석하였고, 기존에 사용되었던 일반적인 파라메타 선정방식보다 최적화된 파라메타 선정방식을 통해 얻어진 결과영상이 3dB ~ 19dB정도 개선된 것을 확인하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제14권1호
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• pp.10-20
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• 2010

목적: 최근, 미국 애리조나 세도나에서 열린 국제자기공명학회 (ISMRM) 주관의 2009년 데이터 샘플링과 영상 복원에 관한 워크샵에서 자기공명영상 복원 대회가 열렸다. 이 대회는 time resolved contrast enhanced MR angiography 에 대한 고속 촬영의 실제 활용 가능성을 평가하기 위한 것이었다. 본 논문은 이 대회의 우승 결과를 얻은 k-t FOCUSS 알고리듬을 단계별로 자세히 묘사하도록 한다. 대상 및 방법: 본 그룹은 앞선 연구에서 비교적 덜 스파스한 심장 영상에 대해 k-t FOCUSS 알고리듬이 성공적으로 압축센싱 문제를 풀수 있음을 증명했다. 따라서 k-t FOCUSS 알고리듬을 time resolved contrast enhanced MR angiography 에 적용함으로써, 매우 정확한 영상 복원이 가능할 것이다. 영상 복원을 위해 X-ray 대뇌 혈관조영 영상으로부터 구성된 다운 샘플링된 데이터가 대회 주최측으로부터 공통으로 제시되었고, 방사선과 의사들이 각 복원된 영상에 대한 사전 정보 없이, 원래 영상과 복원된 결과를 비교함으로써, 영상의 질을 평가하였다. 결과: 다양한 다운샘플링에 대해 얻어진 결과들은 영상의 스파스 변환이나 샘플링 형태와 같은 압축센싱의 중요한 요소들에 의해 크게 영향을 받는다는 것을 보여주었다. 결론: 복원된 결과로부터, 압축센싱 동적자기공명영상 기법인 k-t FOCUSS 가 고해상도의 time resolved contrast enhanced MR angiography 를 가능하게 할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권12호
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• pp.1227-1237
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• 2014

이중편파레이더는 강수의 형태를 구분하고 대기 중의 기상 현상뿐만 아니라 비강수에코에 대한 정보를 제공하기 때문에 보다 정확한 강수량 추정을 가능하게 한다. 그러나 수직, 수평으로 진동하는 전파를 송 수신하여 생성되는 이중편파레이더 관측변수들은 레이더 자체가 갖는 시스템적 관측오차를 포함하기 때문에 정량적 강수량 추정을 위해서는 이에 대한 보정이 필수적이다. 본 연구에서는 2차원 영상우적계(2-Dimensional Video Disdrometer, 이하 2DVD) 관측 자료를 이용하여 비슬산 이중편파레이더가 갖는 Z, $Z_{DR}$ 관측오차를 계산한 후, 관측오차 보정에 따라 강수량이 정량적으로 얼마나 개선되는지를 살펴보았다. 총 33강수사례에 대한 분석결과, Z는 약-0.3~5.5 dB, $Z_{DR}$는 -0.1~0.6 dB의 관측오차를 가지며, 대부분의 사례에서 Z와 $Z_{DR}$는 모의된 값보다 낮게 관측하였다. 관측오차를 보정한 전 후 산출된 이중편파레이더 강수량 추정값을 지상관측 강우강도와 비교한 결과, 평균 bias와 RMSE는 각각 1.54 mm/hr, 1.73 mm/hr로 보정 전의 1.69 mm/hr, 2.54 mm/hr 보다 감소함으로써 지상우량계 관측값 대비 레이더 강수량 추정값이 약 7~61% 향상되었다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.747-761
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• 2008

다중빔 음향 탐사 시스템의 후방산란 자료를 대상으로 한 해저면 분류의 가능성을 평가하기 위하여, KONGSBERG SIMRAD EM3000(300kHz) 후방산란 신호를 분석하고 처리하는 소프트웨어를 구현하였다. 강원도 속초항 부근에서 취득한 음압 자료를 이용하여 모자익 영상을 제작하였다. 원격 분류 결과의 검증을 위해 영상 내에서 이질적인 음압 강도로 나타나는 지역에 대하여 잠수사에 의한 직접적인 표층 퇴적물 채취와 비디오 광학 영상을 취득한 후, 후방산란 음압과의 비교를 실시하였다. 연구 대상 지역의 수심은 5m에서 22.7m까지였으며, 모자이크 영상 내의 후방산란 강도 분포는 -15dB에서 -36dB까지 나타났다. 그리고 표층퇴적물 입도 분석 결과, 평균 입도 크기는 최대 $2.86{\phi}$에서 최대 $0.88{\phi}$까지 나타났다. 시료의 입도 분석 자료와 영상의 강도 변화 사이의 상관성을 비교해 본 결과, R값은 0.56으로 나왔다. 입도 분석 자료와 후방산란 음압 자료와의 상관성을 기반으로 구현한 해저면 자동분류 시스템의 인식정도를 정량화하기 위하여, GIS시스템으로 각 대상 자료를 통합하고, 면적비교 기능을 사용하여 평가를 수행하였다. 암반 지역을 사질지역으로, 사질 지역을 암반지역으로 교차 인식하는 오인식율은 약 8.95%로, 평균 입도가 낮은 지역의 인식 면적 차이는 사용자 분류를 기준으로 약 2.06%로 나타났다. 이러한 결과는 평균 입도 변화가 해저면 후방산란에 가장 큰 영향을 미치는 요인임을 지시하고 있다. 따라서 이러한 후방산란 음압을 평가하여 평균 입도 변화를 추적하는 알고리즘을 구현할 수 있었으며, 최종 모자이크 영상을 두 개의 퇴적체로 자동 분류하는 시스템을 구현하게 되었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.113-118
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• 2008

본 연구는 Landsat 7 ETM+를 이용한 지열자원 평가 가능성 연구로써, 위성영상의 열적외 밴드에서 추출된 지표온도와 지열자료의 비교를 통해 위성영상이 초기 지열 탐사에 적용 가능한지를 평가하기 위하여 실시하였다. 지열자원 부존 가능성 평가를 위해 경상도지역(114-35)의 여름시기영상(2001년8월24일)과 겨울시기영상(2000년3월14일)사이의 DN(Digital Number) 값을 이용하였으며, 두 시기영상은 시추공 온도자료 및 지형자료와 함께 비교 분석을 실시하였다. 영상에서 지표온도 추출을 위해 1) NASA에서 제공하는 지표온도 산출 경험식 ( T = K $_2$ / ln ( K $_1$ / L $_{\lambda}$ + 1 ) )을 이용한 방법과 2) 기상청에서 제공하는 실제 지표면온도 관측자료(n=7)를 이용해 영상의 화소(Pixel) 값을 계산하여 실측값과 비교하였다. 3월과 8월 모두 Ground Truth 방법에 따라 추정한 지표면 온도값이 실측값과 더 가깝게 나타났고, 특히 3월은 NASA의 경험식을 이용했을 때 보다 실측 지표면 온도에 훨씬 더 가까운 것으로 나타났다. 지표온도의 일변화(Diurnal ${\triangle}$T)는 지표 열물성과 밀접한 관련이 있으므로, 일변화(Diurnal ${\triangle}$T) 보다는 지열의 영향이 더 클 것으로 기대되는 계절변화(Seasonal ${\triangle}$T)를 이용하여 지열 자료와 비교해 보았다. 그 결과, 계절변화(Seasonal ${\triangle}$T)는 고도에 영향을 받으며, 일사량에 의한 차이는 거의 일정하게 나타났다. 위성영상에서 계절변화(Seasonal ${\triangle}$T)와 심도 20m 온도를 비교해 본 결과결정계수(R$^2$)는 0.46으로 낮지만 심도 20m 온도가 높을수록 계절변화(Seasonal ${\triangle}$T)는 작아지는 경향을 보여 지열자원 탐사에 있어 위성영상 적용 가능성을 볼 수 있었다. 이번 연구는 기초단계로서 두 시기 위성영상을 이용하여 초기 지열자원탐사에 가능성만을 연구했지만, 지형과 특히 토지피복(함수량 등)에 의한 영향에 대해 좀 더 심도 있는 연구가 요구된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권2호
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• pp.51-64
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• 2015

본 연구에서는 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 지면피복 분류자료(MCD12Q1)에서 분류오류로 판단되는 화소들을 재분류함으로써 분류 정확도를 개선하였다. 최근 12년(2001-2012)간의 MODIS 지면피복 분류자료에서 지면피복 유형이 3개 이상으로 분류된 화소는 분류상에 오류가 있다고 판단하여 지면피복 재분류 화소로 선정하였다. 지면피복 재분류를 위해 공간해상도는 1 km이고 시간주기는 8일인 MODIS Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) 자료를 이용하였다. NDVI 자료 중 구름 등으로 오염된 화소를 보정하기 위해 시 공간 연속성을 이용한 보정기법인 Correction based on Spatial and Temporal Continuity (CSaTC) 기법을 이용하였다. 보정된 NDVI 자료를 1개월 주기로 합성한 후 분류 오류로 판단된 화소들에 대해 Iterative Self-Organizing Data Analysis (ISODATA) 기법으로 군집화를 수행하였다. 각 군집별 식생 계절변동 특성을 고려하여 지면피복을 분류한 후 정상으로 판정된 MODIS 지면피복과 합성하여 최종 지면피복 재분류 자료를 산출하였다. 분류 정확도는 GPS를 이용한 현장관측 자료와 유럽우주국의 지상검증참조자료 등 총 138개 지상 관측자료를 이용하여 검증을 수행하였다. 2012년 MODIS 지면피복 분류자료의 정확도는 약 68%이었으나 본 연구에서 재분류한 지면피복자료의 정확도는 약 74%로 나타나 일부 화소들에서 분류 정확도가 개선되었다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.919-927
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• 2019

본 논문에서는 입체 영상을 획득하기 위한 정밀 카메라 캘리브레이션(calibration) 기법을 제안한다. 일반적인 카메라 캘리브레이션 기법은 체커보드 구조의 목적 패턴을 이용하여 수행한다. 체커보드 패턴은 사전에 인지된 격자구조를 활용할 수 있으며, 체커보드 코너점을 통해 특징점 매칭을 용이하게 수행할 수 있음에 따라 2차원 영상 픽셀 지점과 3차원 공간상의 관계를 정확히 추정할 수 있다. 특징점 매칭을 통해 카메라 파라미터를 추정하므로 정밀한 카메라 캘리브레이션을 위해선 영상 평면내의 정확한 체커보드 코너 검출이 필요하다. 따라서 본 논문은 정확한 체커보드 코너 검출을 통해 정밀한 카메라 캘리브레이션을 수행하는 기법을 제안한다. 정확한 코너를 검출하기 위해 1-D 가우시안 필터링을 활용하여 코너 후보군들을 검출한 후 코너 정제(refinement) 과정을 통해 이상치(outlier)들을 제거하며 영상내의 부분 픽셀(sub-pixel) 단위의 정확한 코너를 검출한다. 제안한 기법을 검증하기 위해 카메라 내부 파라미터를 추정 결과를 판단하는 재투사 오차(reprojection error)를 확인하며, 카메라 위치 ground truth 값이 제공된 데이터 셋을 활용하여 카메라 외부 파라미터 추정 결과를 확인한다.