• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2117-2122
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• 2015

한 장의 영상에 보다 많은 영상정보를 담기 위해서는 넓은 시야각이 필요하다. 넓은 시야각을 갖는 영상은 보안, 감시, 원격화상회의, 이동로봇 등의 산업분야에서 사용된다. 본 논문에서는 광각의 파노라마 영상을 획득하기 위해 쌍곡면 실린더형 반사체를 이용한 영상획득 방법을 제안한다. 일반적인 응용 예에서 수직화각 보다 수평화각이 중요하므로 수직방향으로는 평면거울과 같고, 수평방향으로 쌍곡선 형태를 갖는 실린더형 반사체를 설계하였다. 광학적 성능 분석을 위해 광선추적법을 통해 본 쌍곡면 실린더형 반사체 영상계의 영상획득 모델을 구하였으며, 쌍곡면 실린더형 반사체를 실제 제작하였고, 영상 실험을 통해 광각 영상획득 성능을 검증하였다. 제안하는 영상 시스템은 기존 방법에 비해 경제적이며, 별도의 영상처리 없이 수평화각 210도에 이르는 광각의 실시간 파노라마 영상을 획득할 수 있었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권4호
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• pp.336-343
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• 2017

A wide field-of-view (FOV) image contains more visual information than a conventional image. This study proposes a new type of hyperbolic mirror for wide FOV image acquisition. The proposed mirror consists of a hyperbolic cylindrical section and a bowl-shaped hyperbolic omnidirectional section. Using an imaging system with this mirror, it is possible to achieve a $213.8^{\circ}$ horizontal and a $126.94^{\circ}$ vertical maximum FOV. Parameters of each section of the mirror are designed to be continuous at the junction of the two parts, and the resultant image is seamless. The image-acquisition model is obtained using ray-tracing optics. To rectify the geometrical distortion of the original image due to the mirror, an image-restoration algorithm based on conformal projection is presented in this study. The performance of the proposed imaging system with the hyperbolic mirror and its image-restoration algorithm are verified by experiments.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권4호
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• pp.329-335
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• 2019

Wide FOV imaging systems are important for acquiring rich visual information. A conventional catadioptric imaging system deploys a camera in front of a curved mirror to acquire a wide FOV image. This is a cumbersome setup and causes unnecessary occlusions in the acquired image. In order to reduce both the burden of the camera deployment and the occlusions in the images, this study uses a secondary planar mirror in the catadioptric imaging system. A compact design of the catadioptric imaging system and a condition for the position of the secondary planar mirror to satisfy the central imaging are presented. The image acquisition model of the catadioptric imaging system with a secondary planar mirror is discussed based on the principles of geometric optics in this study. As a backward mapping, the acquired image is restored to a distortion-free image in the experiments.

• 로봇학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.146-153
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• 2015

In order to contain as much information as possible in a single image, a wide FOV(Field-Of-View) imaging system is required. The catadioptric imaging system with hyperbolic cylinder mirror can acquire over 180 degree horizontal FOV realtime panorama image by using a conventional camera. Because the hyperbolic cylinder mirror has a curved surface in horizontal axis, the original image acquired from the imaging system has the geometrical distortion, which requires the image processing algorithm for reconstruction. In this paper, the image reconstruction algorithms for two cases are studied: (1) to obtain an image with uniform angular resolution and (2) to obtain horizontally rectilinear image. The image acquisition model of the hyperbolic cylinder mirror imaging system is analyzed by the geometrical optics and the image reconstruction algorithms are proposed based on the image acquisition model. To show the validity of the proposed algorithms, experiments are carried out and presented in this paper. The experimental results show that the reconstructed images have a uniform angular resolution and a rectilinear form in horizontal axis, which are natural to human.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.11-19
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• 2013

본 논문은 넓은 시야각을 갖는 어안렌즈로 촬영 시, 발생하는 방사 왜곡을 보정하는데 있어 왜곡의 중심을 추정하는 방법을 제안한다. FOV 왜곡 보정 모델의 경우 렌즈의 왜곡중심을 별도로 추정하지 않기 때문에 영상의 중심점과 렌즈의 왜곡중심의 오차가 클수록 왜곡보정의 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 본 논문은 광각 렌즈에서 FOV 모델과 2D 패턴을 이용하여 렌즈의 왜곡중심 추정을 통해 보다 정밀한 왜곡 보정 방법을 제안한다. 이를 위해 FOV 모델로부터 발생하는 왜곡곡선을 직선과 비교하여 곡선과 직선의 차가 가장 적은 위치를 왜곡의 중심으로 설정한다. 이 방법을 통하여 렌즈와 센서 중심점의 오차에 의해 발생하는 왜곡 중심 추정의 정확도를 향상시킬 수 있었고 실험결과를 통하여 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권4호
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• pp.10-16
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• 2012

영상 기반 반도체 검사 장비의 검사 고속화와 검사 정확도를 위해, 넓은 FOV와 고해상도를 동시에 가지는 2차원 영상을 획득하는 것은 검사 장비에 필수적이다. 본 논문에서는 정밀도와 FOV 측면에서 양질의 영상 획득을 위한 새로운 영상획득 시스템을 제안하였다. 제안시스템은 하나의 렌즈와 광분할기, 두 개의 카메라 센서, 스테레오 영상획득 보드로 구성되며, 하나의 렌즈를 통해 입력되는 영상을 두 개의 카메라 센서를 통해 동시에 영상 획득한다. 획득된 영상의 정합을 위해, 첫 번째로 Zhang의 카메라 교정 방법을 적용시켜 각각의 카메라를 교정한다. 두 번째로 다른 카메라에서 획득한 두 영상들 사이의 수학적인 정합 함수를 찾기 위해 각 영상의 호모그래피(homography)를 이용하여, 양측 카메라간의 정합 행렬을 계산한다. 영상 호모그래피를 통해서, 획득된 두 영상은 하나의 최종 검사 영상으로의 통합을 위해 최종적으로 정합될 수 있다. 다중 카메라로부터 입력되는 다중 영상들을 활용하는 제안 검사 시스템은 실시간 영상 정합을 위해 매우 빠른 프로세스 유닛의 도움이 필요하다. 이를 위해 CUDA (Compute Unified Device Architecture)기반 병렬 프로세싱 하드웨어 및 소프트웨어를 활용한다. 두 개의 분할된 영상으로부터 실시간으로 정합된 영상을 얻을 수 있었으며, 마지막으로 연속된 실험을 통해 획득한 호모그래피의 정확도를 확인할 수 있다. 실험으로 얻은 결과들은 제안된 시스템과 방법이 대영역 고해상도 검사영상 획득을 위해 효과적임을 보인다.

• 전기학회논문지
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• 제62권9호
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• pp.1270-1275
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• 2013

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.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제41권2호
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• pp.109-113
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• 2018

Despite the continuous development of software, it is continuously pursued to enlarge the examination area of FOV in order to reduce the factors of inconsistency in images that appear in continuous examination during wide area examination using contrast agent such as whole body angiography. In this study, we investigated the optimal FOV by comparing the SNR values according to the changes of FOV. The change of the FOV was gradually changed to $270{\times}200$, $300{\times}223$, $330{\times}244$, $360{\times}266$ and $380{\times}281$. SE images at TR 450 msec and TE 10 msec, FSE images at TR 2,000 msec, TE 80 msec, and GE images were scanned at TR 117 msec, and TE 16 msec. SNR values were calculated from the mean values of signal intensities of five phantom images and the signal intensity values of four background standard deviations. As a result of the study, the signal intensity and the SNR value according to the change of the FOV value gradually increased as the FOV was increased, but it was found that the SNR value decreased at a constant size. In conclusion, the results are different from previous studies that the SNR increases as the FOV increases. The cause of these results could not be confirmed. However methods that can be imaged and included within the effective FOV should be considered.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.771-778
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• 2019

기존 단일 조도센서를 이용한 조도검출 방식은 좁은 FOV (Field of View) 특성 상 측정 위치에 따라 검출 조도의 균일도가 저하된다. 다수개의 조도센서를 통해 평균 조도값을 검출하는 방법은 복잡도 증가 및 계산과정에서 오류가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 넓은 FOV를 가지는 하나의 이미지센서를 기반으로 한 조도검출 방법을 제안하였으며, 제안된 방법은 기존 조도센서가 가지는 시스템 복잡도, 오류 증가 등의 문제점이 해결 가능하다. 실내 환경에서의 성능평가 결과는 색차조도계 (CL-200A)를 이용한 기준값 대비 조도센서가 1개인 경우 평균 12%, 조도센서가 5개인 경우 평균 10.7%, 이미지센서의 경우 평균 6.2% 차이가 발생하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 이미지센서를 기반으로 한 제안된 검출방법은 균일성이 향상된 공간조도를 간단하고 정확하게 검출할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권6호
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• pp.614-618
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• 2015

This paper described an off-axis head-mounted display system. It is composed of a 7-piece coaxial relay lens group and a freeform surface combiner. This configuration has a simple structure and a wide field of view (FOV). In this design, a freeform surface is chosen as the combiner, to simplify the structure and attain good image quality. We generated this freeform surface by considering both coordinates and normals of discrete data points. Moreover, we realize a coaxial structure in the relay lens group, which is compact and benefits from a loose tolerance requirement. The HMD system we finally realized has a 40° × 30° FOV and 15-mm exit pupil diameter.