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그림자 제거를 위한 색상 공간의 비교 (Comparisons of Color Spaces for Shadow Elimination)

  • 이광국;;윤자영;김재준;김회율
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.610-622
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    • 2008
  • 이동 객체의 검출은 다양한 영상 감시 응용에 필수적인 중요한 기술이다. 그런데 이동 객체 검출 결과로 얻어진 전경 영상에는 그림자에 의한 색상 변화가 전경 영역으로써 함께 검출되는 경우가 쉽게 발생하며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 이동 객체 검출은 흔히 그림자 제거와 함께 수행된다. 대부분의 그림자 제거 방법은 조명 변화발생시 색상의 조도 성분만 변화하며 색도 성분은 유지된다는 가정에 기반하여 색도 성분을 분리하여 표현하는 다양한 색상 공간을 통해 그림자 제거를 수행한다. 본 논문에서는 색도 성분을 분리하는 색상 공간 가운데 그림자 제거에 가장 적합한 색상 공간을 선택하고자 다양한 색상 공간 (YCbCr, HSI, 정규화된 rgb, Yxy, Lab, c1c2c3)을 비교하였다. 과거 그림자 제거에 있어서 다양한 색상 공간의 성능을 비교한 몇몇 연구가 있었으나, 기존 연구들은 각 논문에서 제안한 특정 그림자 제거 방법에 다양한 색상 공간을 적용하거나 임의의 임계값을 이용하여 각 색상 공간의 성능을 비교하였기 때문에, 각 색상 공간에서 조명 변화 발생에 따른 색상 왜곡을 정확히 측정하기 어려운 문제가 있었다. 본 논문에서는 이러한 기존 연구의 문제점을 피하고 각 색상 공간을 정확하게 비교하기 위하여 1) 서로 다른 조명 조건에 노출된 동일한 색상을 갖는 면의 경계에서 색도 성분의 기울기 값을 측정함으로서 조명 변화 발생 시 색도 성분의 변화 정도를 비교하였으며, 2) RoC 곡선을 통하여 임계치 설정의 문제를 피하면서 배경 제거 정확도를 비교하였다. 실험을 통하여 YCbCr 색상 공간과 정규화된 rgb 색상 공간이 비교대상으로 선택된 여러 색상 공간 가운데 가장 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다.

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초등학교 빛과 그림자 단원에 적용한 인지 가속 수업 전략의 효과 (The Effects of Cognitive Acceleration Instructional Strategies Applied to Unit of 'The Light and Shadow' in Elementary School)

  • 정순화;김선자;박종욱
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제28권3호
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    • pp.321-330
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    • 2009
  • This study investigated the effects of teaching-learning lesson plan using cognitive acceleration instructional strategies applied to the unit, 'The Light and Shadow' in elementary school. Two classes of the second grade elementary students (N=63) in Chungcheongbukdo districts were assigned to control and treatment groups each, and were taught about 'The Light and Shadow' for 8 class hours. For the treatment group, teaching-learning lesson plan using cognitive acceleration instructional strategies developed by this research was applied. The traditional instruction by textbook and teacher's guides was used for the control group. All students were tested with the test for concept of the shadow and the test for academic achievement about the unit. As the result of the post-test, the scores of the treatment group were higher than those of the control group. However, it was not statistically meaningful difference. The scores of the treatment group were significantly higher than those of the control group in the delayed-post-test for concept of the shadow. No significant interaction was observed with respect to the students' gender, instruction and pre-level for the concept of the shadow. Data analysis indicated that the scores of the treatment group were significantly higher than those of the control group in the post-test and delayed- post-test for the concept of the shadow in the area of object permanence. Our research work shows the effectiveness of the teaching-learning lesson using cognitive acceleration instructional strategies for the development for concept of the shadow for elementary school students, and suggests the necessity for this kind of teaching-learning program in the fields.

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KOMPSAT-3 영상을 활용한 도심지 그림자 영역의 탐지 및 보정 방법 (Shadow Detection and Correction Method for Urban Area using KOMPSAT-3 Image)

  • 박숭환;이규석;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권6_3호
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    • pp.1197-1213
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    • 2017
  • 본 연구는 KOMPSAT-3 위성영상의 도심지역에 나타나는 그림자 영역을 보정하기 위하여 실시되었다. 이를 위하여, 인공구조물에 의해 나타나는 그림자 영역에 대한 특성을 분석하여 그림자 영역을 본그림자와 반그림자로 구분하였으며, 각각의 영역을 정확하게 탐지하여 오분류의 가능성을 줄이기 위한 방법을 제시하였다. 또한 본그림자 영역으로부터 반그림자 영역과 비그림자 영역을 각각 탐지하였으며, 선형상관보정방법과 과보정 저감계수를 적용하여 탐지된 그림자 영역에 대한 보정을 수행하였다. 그 결과 시각적으로 자연스러운 보정된 영상을 획득할 수 있었으며, 프로파일 분석을 통하여 정량적으로도 그림자 영역이 효과적으로 보정됨을 확인하였다.

실시간 모바일 레이트레이싱 하드웨어를 위한 소프트 쉐도우 생성 기법 (A Soft Shadow Technique for a Real-time Mobile Ray Tracing Hardware)

  • 권혁주;홍덕기;박우찬;이상훈
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.55-64
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    • 2017
  • 본 논문에서는 실시간 모바일 레이트레이싱에서 사실적인 그림자를 생성하기 위한 새로운 그림자 생성 기법을 제시한다. 일반적으로 레이트레이싱에서는 그림자 광선을 샘플링 하여 부드러운 그림자를 생성한다. 지금까지 이런 생성 방법은 처리해야 할 광선의 수를 증가시키기 때문에 성능 저하의 요인이 되어왔다. 제안하는 소프트 쉐도우 생성 기법과 하드웨어 구조는 선택적 그림자 생성과 삼각형 주소 캐싱을 통해 샘플링에 의한 성능 저하를 최소화시킴으로써 이런 문제를 해결하였다. 제안된 하드웨어 구조는 모바일 레이트레이싱 하드웨어에 통합 가능한 수준이며, FPGA상에서 성능 평가 되었다. 평가 결과 제안된 기법의 성능은 4, 8, 그리고 16 샘플에 대해서 이전 기법 대비 평균 40%, 50% 그리고 56% 수준으로 향상 되었으며, 우리는 제안된 하드웨어 구조를 통해 실시간으로 소프트 쉐도우를 생성할 수 있음을 확인하였다.

항공영상에서 그림자 경계 탐색 및 복원 기법 연구 (A Study for Introducing a Method of Detecting and Recovering the Shadow Edge from Aerial Photos)

  • 정용주;장영운;최연웅;조기성
    • 한국측량학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.327-334
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    • 2006
  • 항공 영상은 지도 제작과 지상 피복 분류와 같은 간단한 목적뿐만 아니라 도시계획, 환경, 재난, 교통 등과 같은 사회적인 목적에서 필수적이다. 그러나 영상이 취득될 때 간섭되는 그림자는 지상 정보를 해석하는데 방해요소로 작용하고, 자신의 업무 및 연구에 사용하려는 사용자에게 제한적인 요인으로 작용한다. 일반적으로 그림자는 건물과 표면 지형 등에 의해 발생하며 세부적인 원인으로 이러한 지형에 의한 광원의 변화에 의해 생성된다. 본 연구는 그림자를 제거하기 위하여 단일 영상만을 사용하며 영상의 원 출처 및 촬영상태의 사전 정보 없이 처리하였다. 또한 그림자 경계 마스크를 제작하기 위하여 엔트로피 최소화 기법을 사용한 1차원 흑백 불변 영상(invariant images)과 Canny 경계 검출법을 적용하였으며, 최종적으로 퓨리어(Fourier) 주파수 공간에서의 필터링을 통한 고유 영상(intrinsic images)을 제작함으로써 3차원의 컬러 정보를 복원하고 그림자를 제거하였다.

건물 에지 버퍼를 이용한 Quickbird 영상의 도심지 그림자 추출 (Shadow Extraction of Urban Area using Building Edge Buffer in Quickbird Image)

  • 염준호;장안진;김용일
    • 한국측량학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.163-171
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    • 2012
  • 고해상도 위성영상은 높은 공간해상도의 이점으로 도심지역의 건물 및 도로망 분석, 경관 분석, 생태 환경 평가 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 그러나 도심지역의 건물, 교량, 기타 구조물 등 높이 변화를 갖는 개체들은 영상 전체에 걸쳐 그림자 문제를 필연적으로 야기한다. 본 연구에서는 다양한 토지 이용 요소를 포함하는 넓은 영역의 도심지에 그림자 추출 기법을 적용하고, 수동으로 추출된 참조 그림자 지도와 비교하여 정량적인 평가를 수행하였다. 이를 위해 Canny 연산자와 팽창 필터를 이용하여 건물 영역의 인접 정보에 대한 버퍼 영역을 생성하고, Gram-Schmitt 융합 영상에 객체분할기법을 적용하여 생성된 객체들의 분광, 공간 인자들을 계산하였다. 이후 계산된 분광 및 공간 인자 특성과 건물 버퍼 영역과의 중첩여부를 바탕으로 도심지역의 그림자 추출에 가장 적합한 인자와 임계 규칙을 생성하였으며 추출된 그림자 지역 중 이상 객체를 추가적으로 제거하였다. 다양한 정량적 평가지수를 통해 제안된 그림자 추출 기법을 평가한 결과80%~90%의 높은 정확도를 나타냈다.

Fe(ClO4)3 첨가제의 주입에 의한 염화제이철 수용액의 Shadow Mask 에칭속도 향상 효과 (Effect of Fe(ClO4)3 Addition in the Aqueous Ferric Chloride Etchant on the Increase of Shadow Mask Etch Rate)

  • 김영욱;박무룡;이형민;박광호;박진호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권2호
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    • pp.157-163
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    • 2010
  • CRT 용 shadow mask의 생산속도 향상을 위해 첨가제를 투입한 염화제이철 수용액을 개발하였고 이를 shadow mask의 식각속도 향상에 적용하였다. $Fe(ClO_4)_3$ 첨가제를 종래의 식각용액인 염화제이철 수용액에 투입한 결과, shadow mask의 식각속도가 크게 향상되었으며, 이때 첨가제의 농도가 증가할수록 식각속도가 증가함을 알 수 있었다. 또한 첨가제가 투입된 식각용액으로 순수 니켈과 철-니켈 합금(Invar 강)의 식각속도를 비교한 결과, 대부분의 공정조건에서 둘 사이의 식각속도 차이가 작음을 알 수 있었고, 이는 첨가제의 투입에 따라 니켈과 철의 식각속도가 모두 향상된 결과로 해석되었다. 첨가제의 주입에 따라 식각속도가 증가하는 이유는, 첨가제 내의 음이온인 $ClO^{4-}$가 염화제이철 수용액 내의 $Cl^-$에 비해 전자를 이동하는 가교로서의 역할이 우수하여 전자를 더 빠르게 이동시킬 수 있기 때문인 것으로 추정된다.

차량 감시영상에서 그림자 제거를 통한 효율적인 차종의 학습 및 분류 (Efficient Learning and Classification for Vehicle Type using Moving Cast Shadow Elimination in Vehicle Surveillance Video)

  • 신욱선;이창훈
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제15B권1호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 일반적으로 감시영상에서 움직이는 물체들은 배경빼기 혹은 프레임 차를 이용하여 추출된다. 하지만 객체에 의해서 만들어지는 그림자는 심각한 탐지의 오류를 야기시킬 수 있다. 특히, 도로 상에 설치된 감시카메라로부터 획득된 영상으로부터 차량 정보를 분석할 때, 차량에 의해서 생성되는 그림자로 인하여 차량의 모양을 왜곡시켜 부정확한 결과를 만든다. 때문에 그림자의 제거는 감시 영상 내에서의 정확한 객체 추출을 위해서 반드시 필요하다. 본 논문은 도로감시영상 내에서 움직이는 차량의 차종판별 성능을 향상시키기 위한 움직이는 객체 내에 만들어지는 그림자를 제거한다. 제거된 객체의 영역은 소실점을 이용하여 3차원 객체로 피팅(Fitting)한 후 측정된 데이터를 감독 학습하여 원하는 차종 판별결과를 얻는데 사용한다. 실험은 3가지 기계학습 방법{IBL, C4.5, NN(Neural Network)}을 이용하여 그림자의 제거가 차종의 판별성능에 미치는 결과의 평가한다.

그림자영향 소거를 통한 아스팔트 도로 경계추출에 관한 연구 (A Study on the Asphalt Road Boundary Extraction Using Shadow Effect Removal)

  • 윤공현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.123-129
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    • 2006
  • 고해상도 컬러항공영상은 공간정보생성을 위한 지형의 상세한 정량적 및 정성적 정보를 제공해준다. 하지만 도심지역에서 빌딩 또는 숲에 의한 그림자의 발생으로 인하여 지물 추출 및 분류시 부정확한 결과를 초래 시킬 수 있다. 현재까지 그림자 효과에 대한 여러 연구가 이뤄졌으나 도심지에서 그림자의 발생으로 야기된 분광정보 왜곡의 문제점을 해결하여 도로추출에 대한 연구가 매우 부족한 실정이다 본 연구에서는 컬러항공사진과 LIDAR(LIght Detection and Ranging) 고도 자료를 이용하여 아스팔트 도로 경계선을 추출하는 기법을 제안하였다. 구체적으로 그림자 영향의 제거를 통한 아스팔트 도로 경계선의 추출과정은 다음과 같다. 첫 번째, 항공사진에서 그림자 영역을 LIDAR자료부터 생성된 DSM(Digital Surface Model)과 태양각으로부터 추출하였다. 그 후 도로영역추출기법, 경계선 검출기법을 통하여 도로의 경계를 추출하였으며 이 자료를 벡터화하므로서 GIS벡터의 선분 자료로 생성하였다. 본 연구의 실험결과 제안된 방법은 그림자의 영향을 소거하여 원활한 아스팔트 도로의 경계를 추출하는데 있어서 효과적임을 알 수 있었다.

그림자효과 보정을 통한 영상융합 품질 향상 가능성 (Potential for Image Fusion Quality Improvement through Shadow Effects Correction)

  • 손홍규;윤공현
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2003년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.397-402
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    • 2003
  • This study is aimed to improve the quality of image fusion results through shadow effects correction. For this, shadow effects correction algorithm is proposed and visual comparisons have been made to estimate the quality of image fusion results. The following four steps have been performed to improve the image fusion qualify First, the shadow regions of satellite image are precisely located. Subsequently, segmentation of context regions is manually implemented for accurate correction. Next step, to calculate correction factor we compared the context region with the same non-shadow context region. Finally, image fusion is implemented using collected images. The result presented here helps to accurately extract and interpret geo-spatial information from satellite imagery.

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