• Smart Structures and Systems
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• 제28권6호
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• pp.779-789
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• 2021

Cracks in railway sleeper are an inevitable condition and has a significant influence on the safety of railway system. Although the technology of railway sleeper condition monitoring using machine learning (ML) models has been widely applied, the crack recognition accuracy is still in need of improvement. In this paper, a two-stage method using edge detection and convolutional neural network (CNN) is proposed to reduce the burden of computing for detecting cracks in railway sleepers with high accuracy. In the first stage, the edge detection is carried out by using the 3×3 neighborhood range algorithm to find out the possible crack areas, and a series of mathematical morphology operations are further used to eliminate the influence of noise targets to the edge detection results. In the second stage, a CNN model is employed to classify the results of edge detection. Through the analysis of abundant images of sleepers with cracks, it is proved that the cracks detected by the neighborhood range algorithm are superior to those detected by Sobel and Canny algorithms, which can be classified by proposed CNN model with high accuracy.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1239-1247
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• 1993

집합이론을 기본으로하는 수학적 형태학은 영상처리의 여러분야에서 다양하게 이용되어 왔다. 본 논문에서는 수학적 형태학을 이용하는 새로운 이진 영상의 피라미드를 제안하였다. 제안된 방법에서는 이진영상을 특별한 조건을 갖는 구조적 요소(structure element)로 침식 (erosion)하고 침식된 영상을 부표본화(subsampling)를 이 용하여 축소하고, 축소된 영상을 외삽(interpolation)과 침식 할 때와 동일한 구조적요소로 융기(dilation)하여 확장하며, 원 영상과 차를 이용하여 나머지 영상을 구하였다. 이때 사용된 구조적 요소는 부표본화 집합을 융기하였을 경우, 원래의 표본화 집합을 재생할 수 있는 구조적 요소로서, 차이 영상이 0또는 1로 표현되기 위해 충분해야 한다. 또한, 피라미드 구성에 필요한 연산들이 분리가능(separable)함을 증명함으로써 파이프라인 프로세싱등 병렬 연간이 가능함을 입증하였으며, 제안된 피라미드를 이진 영상의 점진적 부호화에 이용할 경우 등가 엔트로피 측면에서 약 1.6에서 2.9배 개선될 수 있음을 보였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권1호
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• pp.234-240
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• 2016

We propose a novel framework for markerless camera-based games. By using a visual camera, our method may yield robust human body segmentation with high performance comparable to the segmentation using depth cameras. The edges of human bodies are detected by subtracting gradient backgrounds, and human body regions are segmented by the operations based on mathematical morphology. Collisions between detected regions and virtual objects are determined by finding the colliding time using intra-frame positions of virtual objects. Experimental results show that the proposed method may produce robust segmentation of human bodies, thereby and the collision responses are more accurate than previous methods. Therefore, the proposed framework can be widely used in camera-based games requiring high performance.

• 융합정보논문지
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• 제11권2호
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• pp.41-46
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• 2021

그레이스케일 수학적 형태학에 기초한 에지 검출 알고리즘의 방법은 영상 노이즈를 제거와 병렬처리 가능하고 연산속도가 빠르다는 장점을 갖고 있다. 그러나 단일 구조적 스케일 요소를 사용하여 영상의 에지 검출을 하는 방법은 영상정보에 따라서 영향을 받을 수 있다. 그레이스케일 형태학의 특성은 구조적원소를 반복하여 확장, 침식, 열림, 담힘 연산을 함으로써 연산 결과 에지정보 결과에 제한적일 수 있다. 본 논문에서 잡음에 강인한 방향성을 갖는 구조적원소를 적용한 후 원소내의 각 픽셀 정보에 가중치 엔트로피를 적용하는 에지 검출 알고리즘을 제안한다. 영상에 적용하는 멀티 스케일 구조적 요소를 적용한 결과와 방향성 가중치 엔트로피를 적용한 연산결과를 비교분석하였으며, 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 에지 검출에서 우수함을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권6호
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• pp.523-531
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• 2005

확산(Diffusion)을 이용한 기존의 칼라영상 분할은 확산의 횟수가 반복될수록 경계선 정보가 적절히 유지되지 못하거나 잡음을 제거하지 못함으로써 워터쉐드(Watershed) 알고리즘을 적용하는 경우, 과분할을 피할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 수리 형태학(Mathematical Morphology)과 비선형 확산(Non-Linear Diffusion)을 함께 적용하여 과분할의 문제점을 제거한 워터쉐드 결과를 얻을 수 있는 칼라영상 분할방법을 제안한다. 임의의 칼라 영상을 LUV 색상공간으로 변환하여, 그 각각의 색상공간에 수리 형태학을 응용한 재구성에 의한 닫힘(Reconstruction) 연산과 비선형 확산을 함께 적용하여 경계선을 적절히 유지하면서 잡음을 제거한 단순 영상을 획득할 수 있다. 이 영상에서 칼라 영상의 기울기(Gradient) 정보를 획득하고, 워터쉐드 알고리즘을 적용하여 영상을 분할한다. 실험 결과, 기존의 방법보다 과분할이 현저히 제거되고, 칼라 영상이 매우 효과적으로 분할됨을 확인하였다

• 대한공간정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.55-62
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• 2013

본 연구에서는 전방위 카메라(Omni-directional Camera)를 이용하여 과속방지턱(Speed Bump)을 탐지하고 Vision Based Approach 통한 실시간 과속 방지턱 데이터의 갱신 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 카메라 영상정보에서 과속 방지턱을 검출하기 위해 잡음을 제거하고 이를 구성하는 형상과 패턴으로 여겨지는 점들을 우선적으로 탐지하여야 한다. 과속방지턱은 일정한 폭과 규칙적인 형태를 유지하며 흰색과 노란색의 영역을 가지고 있음에 착안하여 침식과 팽창을 이용한 형태학적 연산과 HSV칼라 모델을 적용하여 도로상의 과속방지턱을 추출하였다. 카메라에서 거대한 이미지 데이터를 수집하여 대상 객체를 검출하고 GPS 위치 정보를 이용하였다. 마지막으로 동시적 위치추정 및 지도작성 (SLAMs :Simultaneous Localization And Mapping) 시스템을 구현하여 탐지알고리즘과 취득결과의 정확성을 평가하였다.

• 응용통계연구
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• 제22권3호
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• pp.569-584
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• 2009

영상에서 에지검출은 영상처리시스템과 컴퓨터비전에서 매우 중요한 단계이다. 지금까지 형태학적 에지검출은 고정된 구조적 요소를 사용한 형태학적 연산 토대 하에서 수행되어왔다. 본 논문에서는 잡음영상에서 에지검출을 위해 영상의 다양한 형태에 맞춰 다이내믹하게 모양이 변하는 아메바라는 구조적 요소를 사용하고자 한다. 제안된 에지검출 방법의 성능을 시각적인 방법뿐만 아니라 객관적인 척도인 PFOM과 ROC 곡선을 사용하여 정성적, 정량적으로 모두 평가하였다. 영상 설험 결과 고정된 구조적 요소를 이용하는 기존의 방법보다 잡음에 덜 민감하였으며 미세한 에지까지도 검출하는 뛰어난 성능을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권3호
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• pp.84-91
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• 2006

본 논문에서는 수학적 모폴로지 연산과 가우시안 혼합 모형에 기초한 새로운 칼라 영상 분할 알고리즘을 제안한다. 우리는 혼합 모형에서 구성 성분의 수를 결정하고, 각 구성 성분의 중심값을 계산하는데 모폴로지의 연산과 라벨링 연산을 이용한다. 그리고 칼라 특징 벡터의 확률 모형으로 가우시안 혼합 모형을 사용하고, 이들의 모수 값들을 추정하는데 결정적 어닐링 EM알고리즘을 사용한다. 최종적으로 혼합 모형으로부터 계산된 사후 확률을 이용하여 칼라 영상을 분할한다. 실험 결과를 통하여 모폴로지 연산이 혼합모형의 수를 자동으로 결정하고 각 성분의 모드를 계산하는데 아주 효율적인 방법임을 보였고, 또한 결정적 어닐링 EM 알고리즘에 의하여 추정된 가우시안 혼합 모형을 사용하여 계산된 사후 확률에 의한 영상 분할 방법이 기존의 분할 알고리즘보다 정확한 분할 방법임을 보였다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제39권1호
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• pp.41-49
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• 2009

Purpose: To detect the progression of experimentally induced periapical lesions on periapical radiograph and cone beam computed tomograph (CBCT) by quantitative analysis. Materials and Methods: After the removal of coronal pulps from premolars of two Beagle dogs, the root canals of premolars were exposed to oral environment during one week and then sealed for 70 days. Digital periapical radiographs and CBCTs were taken at baseline and every 7 days for 77 days after pulp exposure. We examined occurrence and areas of periapical bone resorption. Three comparative groups of CBCT radiographs were prepared by average projection of thin slabs with different bucco-lingual thicknesses (0.1, 3.0, and 8.0 mm) using a 3D visualization software. Radiographic densities were compensated by image normalization. Digital images were processed with mathematical morphology operations. The radiographic density and morphological features of periapical lesions were compared among three groups of CBCT in different time points. Results: In the CBCT group with 0.1 mm thickness, radiographic density (p<0.05) and trabecular bone area (p<0.01) were significantly decreased at the fifth week. However, in the CBCT groups with 3 mm and 8 mm thickness and periapical radiographs, none of densitometric and morphological features showed any significant differences in different time points. Radiographic density of periapical lesion showed increasing tendency at the eleventh week after pulp exposure. Conclusion: Radiographic detection of periapical lesions was possible at the fifth week after pulp contamination by quantitative method and was affected by buccolingual bone thickness.