Visualization of Convolution Operation Using Scalable Vector Graphics

SVG를 이용한 컨벌루션 연산의 시각화

In this paper, visualization of convolution operation is presented, which is implemented by scalable vector graphics (SVG). Convolution operation is one of the basic essential concepts in the area of signal and image processing. However, it is difficult for students to intuitively understand the operation of convolution since it is mainly based on mathematical representation. We present the visualization of convolution operation and its applications which are implemented by SVG. The effects of the proposed approach have been analyzed by interviews. It has been seen that the proposed visualization of convolution operation could be effectively applied to learn the convolution operation and its applications.

본 논문에서는 디지털 신호처리 및 영상처리 분야 등에서의 기본 연산이라고 할 수 있는 컨벌루션(convolution) 연산 과정을 웹을 위한 벡터 그래픽인 SVG(scalable vector graphics)를 이용하여 시각화하였다. 그런데, 컨벌루션 연산의 개념과 연산 과정은 주로 수학적인 표현에 의존하므로 그 개념을 직관적으로 이해하기는 다소 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 SVG를 이용하여 컨벌루션의 연산 과정을 시각화하고 그에 대한 활용 예를 제시함으로써 학습자가 컨벌루션 연산을 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 하였다. 본 논문에서 제시한 컨벌루션 연산의 시각화를 학습자들에게 적용한 결과를 면담을 통하여 분석한 결과, 학습자들이 컨벌루션 연산을 흥미를 가지고 학습에 임할 뿐만 아니라, 직관적으로 컨벌루션 연산을 이해할 수 있는 가능성을 볼 수 있었다.