• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.686-689
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• 2018

3D 손 포즈 추정(Hand Pose Estimation, HPE)은 스마트 인간 컴퓨터 인터페이스를 위해서 중요한 기술이다. 이 연구에서는 딥러닝 방법을 기반으로 하여 단일 RGB-Depth 카메라로 촬영한 양손의 3D 손 자세를 실시간으로 인식하는 손 포즈 추정 시스템을 제시한다. 손 포즈 추정 시스템은 4단계로 구성된다. 첫째, Skin Detection 및 Depth cutting 알고리즘을 사용하여 양손을 RGB와 깊이 영상에서 감지하고 추출한다. 둘째, Convolutional Neural Network(CNN) Classifier는 오른손과 왼손을 구별하는데 사용된다. CNN Classifier 는 3개의 convolution layer와 2개의 Fully-Connected Layer로 구성되어 있으며, 추출된 깊이 영상을 입력으로 사용한다. 셋째, 학습된 CNN regressor는 추출된 왼쪽 및 오른쪽 손의 깊이 영상에서 손 관절을 추정하기 위해 다수의 Convolutional Layers, Pooling Layers, Fully Connected Layers로 구성된다. CNN classifier와 regressor는 22,000개 깊이 영상 데이터셋으로 학습된다. 마지막으로, 각 손의 3D 손 자세는 추정된 손 관절 정보로부터 재구성된다. 테스트 결과, CNN classifier는 오른쪽 손과 왼쪽 손을 96.9%의 정확도로 구별할 수 있으며, CNN regressor는 형균 8.48mm의 오차 범위로 3D 손 관절 정보를 추정할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 손 포즈 추정 시스템은 가상 현실(virtual reality, VR), 증강 현실(Augmented Reality, AR) 및 융합 현실 (Mixed Reality, MR) 응용 프로그램을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1462-1467
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• 2018

단일 노출 영상, 또는 다중 노출 영상을 사용하여 저조도 영상의 화질 개선 알고리즘이 수많이 연구되고 있다. 저조도 영상은 명암이 낮고, 잡음이 많아 피사체의 정보를 식별하기에 한계가 있다. 본 논문에서는 듀얼카메라로 촬영한 다중 노출 영상 2개를 이용하여 저조도 영상의 화질 개선하는 알고리즘의 하드웨어 설계를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 전달함수를 사용하여 프레임 메모리와 라인 메모리를 쓰지 않는 방식으로 실시간 처리로 설계되었다. 그리고 제안하는 하드웨어 설계는 Verilog로 설계했고, Modelsim을 사용하여 검증했다. 마지막으로 Xilinx사의 xc7z045-2ffg900을 목표 보드로 이용하여 FPGA를 구현했을 때 최대 동작 주파수 167.617MHz로 확인하였고, 영상 크기가 $1920{\times}1080$ 일 때, 소요된 총 클럭 사이클은 2,076,601이며 80.7fps로 실시간 처리가 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1853-1858
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• 2021

오링은 기계 부품들 사이에서 틈을 메워주는 역할을 한다. 지금까지 불량품 선별은 육안 및 수작업으로 수행하여 분류 오류가 자주 발생한다. 따라서 사람의 개입이 없는 카메라 기반의 불량품 분류 시스템이 필요하다. 그러나 카메라 입력 영상에서 배경으로부터 필요 영역을 분리하기 위해 이진화 과정이 필요하다. 본 논문에서는 주변 조명의 변화나 반사 등의 요인으로 인해 단일 임계값 이진화를 적용하기 어려워, 주변 화소 값을 함께 고려한 적응형 이진화 기법을 적용한다. 또한 누락되는 화소 부분을 보완하기 위해 컨벡스 헐 기법도 함께 적용한다. 그리고 분리된 영역에 적용할 학습 모델은 불량 특성이 비선형인 경우에 유리한 잔류 오차 기반의 심층학습 신경망 모델을 적용한다. 실험을 통해 제안하는 시스템이 오링의 불량 판별 자동화에 적용 가능하다는 것을 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.851-859
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• 2011

본 논문에서는 인간과 컴퓨터의 상호작용을 위해 연속된 입력영상에서 인체의 실루엣과 조인트를 자동추출하고 조인트를 추적함으로 객체를 추적하는 방법을 제안한다. 또한 추출된 조인트를 이용하여 인체를 매핑하여 사람의 동작을 재현한다. 이를 위해 인체의 치수를 이용하여 인체 움직임을 제어하는 14개의 조인트로 인체를 모델링한다. 제안방법은 단일카메라로 RGB 컬러로 입력되는 영상을 색상, 채도, 명암의 영상으로 변환한 후 차 영상기법을 이용하여 인체의 실루엣을 추출한다. 추출된 실루엣의 코너점과 인체 모델링 정보를 이용하여 조인트를 자동 검출한다. 객체의 움직임 추적은 전체 영상 중 조인트를 중심으로 블록매칭 기법을 이용하며 추출된 조인트의 위치정보를 이용하여 인체의 움직임을 매핑한다. 제안방법을 실험동영상에 적용한 결과 인체의 실루엣과 조인트를 자동 검출하며 추출된 조인트로 인체의 매핑이 효율적으로 이루어졌다. 또한 조인트의 추적이 매핑된 인체에 반영되어 인체의 움직임도 적절히 표현되었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제19B권2호
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• pp.127-134
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• 2012

영상디지털도어록(Video digital door lock, VDDL) 시스템은 문으로 출입하는 사람을 검출하고 사람 영상을 획득한다. 도어록 설계 시 고려할 사항은 배터리 기반으로 동작하므로 속도가 빠른 사람 검출 알고리즘을 적용하여 전류소모를 최소화해야 한다. 그리고 도어록은 고정된 카메라에서 영상을 촬영하므로 배경영상을 이용한 사람 검출이 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 요구조건에 충족하며 VDDL에 적합한 단일 사람검출 알고리즘을 다루고 있는데, 획득한 영상에서 이동하는 물체를 감지하고 영상처리를 통해 물체가 사람인지를 판별한다. 제안된 영상처리 알고리즘은 두 단계로 이루어져 있다. 첫째, 배경영상과 피부색 정보를 통해 사람 이미지 영역을 구한다. 둘째, 인체비례 정보를 기반으로 폴라 히스토그램을 이용하여 사람 유무를 판단한다. 개발된 알고리즘은 도어록에 설치하고 실험을 통해 성능을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.51-58
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• 2006

횡단 유동장내에서 일어나는 분무 현상에 대하여 분사각 변화에 대한 특성과 단일 노즐 형상에서 노즐의 크기와 길이에 대한 분무 특성을 연구하였다. 노즐은 단일 구멍으로 직경이 0.5 ㎜이고 노즐 대 노즐길이의 비(L/D)는 1.0에서 6.0이며 이미지는 고해상 줌 렌즈를 이용한 CCD 카메라를 통해 얻었으며, SMD와 액적의 속도는 PDPA와 상용 프로그램인 Image Express를 사용하였다. 액체 제트의 궤적은 웨버수와 모멘텀비, 노즐형상 변화(L/D)에 영향을 받아 액주가 후방으로 휘어지는 현상이 나타났다. 분사각이 낮을 때(${\theta}$ < $90^{\circ}$)에 노즐 형상보다는 웨버수 증가가 액체 제트의 궤적에 더 크게 영향을 미쳤으며, 분사각이 높을 때(${\theta}$ > $90^{\circ}$)에 노즐 형상 변화에 의한 분열점 변화가 액체 제트의 궤적에 더 크게 영향을 미쳤다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권7호
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• pp.935-944
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• 2017

최근 증강현실 기술이 발전하여 실생활에서도 다양한 증강현실 콘텐츠를 접할 수 있게 되었다. 특히 모바일 기기의 성능이 향상되어 특별한 추가 장치가 없어도 증강현실 기술을 사용할 수 있게 되었다. 이로 인해 게임 뿐만 아니라 훈련 및 안내 시스템, 박물관의 작품 안내 시스템 등의 분야에서 증강현실에 대한 관심 역시 높아지고 있다. 하지만 기존의 단일 모바일 기기를 이용한 안내 시스템들은 기기의 카메라로 시야가 제한되거나 두 손이 자유롭지 못해 사용자 입력이 어려운 등 사용자 경험(UX)의 측면에서 제약이 존재한다. 본 논문은 단일 모바일 기기의 사용자 경험의 제약을 개선하기 위해 태블릿과 HMD를 이용한 증강현실 큐브 맞추기 안내 시스템을 비교한다. 그리고 HMD를 이용한 증강현실 큐브 맞추기 안내 시스템에서 사용자 경험을 긍정적으로 개선한 요소를 제시하고, 실제로 이러한 요소들을 적용한 시스템을 사용하였을 때 사용자들이 더욱 편하게 느끼는지 알아보기 위하여 사용자 경험에 대한 비교 실험 평가 및 설문 조사를 실시한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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• pp.557-560
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• 2020

최근, 광소자에서 공간 변조되는 wavefront profile 특성을 광소자의 표면 단차 변화 없이 단일 두께 박막 상에서 자유로이 구현할 수 있는 기하위상 홀로그램 (geometric phase hologram) 기반의 optical component에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히 이를 이용해 제작된 기하위상 렌즈 (geometric phase lens)는 dynamic phase의 공간적 차이에 의해 구현되던 기존 bulk optics 기반의 lens 대비 초박형으로 제작이 가능한 파장 선택적 flat optics 기술로써, 다초점 및 경량화를 요구하는 차세대 디스플레이 기술 (augmented reality 또는 AR, mixed reality 또는 MR) 및 광파변조 및 제어를 요구하는 홀로그래픽 카메라 분야에 대한 응용처로 많은 주목을 받고 있다. 이에 본 논문에서는 해당 기하 위상렌즈에 대한 원리 및 이에 따른 개발이슈 및 해결법에 대해 연구 하였으며, 이에 대한 응용처로 기하위상 렌즈의 편광에 따른 이중초점특성을 이용해, 기존 단일 초점 형성이 가능한 AR기기 대비, 다초점 형성이 가능한 switchable dual-depth 3D AR device를 compact한 모듈과 함께 구현하였다. 또한, 기하위상렌즈의 광파 변조 및 분리특성을 이용한 기하위상 렌즈기반의 자가간섭 홀로그래픽 시스템(GP-self-interference incoherent digital holographic, GP-SIDH)에 편광 이미지센서 적용과 함께 맞춤형 설계/제작된 기하 위상렌즈를 적용함으로써, 기존 GP-SIDH 시스템대비 안정적으로 실시간 복소 홀로그램 획득이 가능한 실시간 공간영상정보 획득용 GP-SIDH을 동영상 프레임으로 구현하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.287-292
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• 2008

방사선 반응에서의 위치정보는 방사선 선원의 영상을 재구성하는데 있어서 매우 중요한 기본정보이다. 이에 대부분의 위치 검출 기술을 이용하여 검출기안에서의 일어난 단일 반응의 위치정보를 알아낼 수 있다. 그러나 섬광체 안에서의 다중산란의 경우 각각의 산란위치를 개별적으로 측정할 수 없고 여러 산란위치의 평균만이 구해질 수 있어서 측정된 방사능의 위치정보에 불확실성이 존재하게 된다. 이 논문에서는 이러한 다중산란에 따른 위치 불확실성을 몬테카를로 시뮬레이션으로 계산하였다. 시뮬레이션 모델은 복합 집속 카메라에 사용된 $50{\times}50{\times}5mm\;LaCl_3$(Ce) 섬광체(pixel크기는 $2{\times}2{\times}5mm$)이다. 복합 집속 카메라는 광전효과와 컴프턴 산란 모두에서 정보를 얻으므로 방사선의 반응에서 부분에너지만 (검출기에) 검출되는 경우와 모든 에너지가 검출 되는 경우를 나누어 위치 불확실성을 계산하였다. 부분에너지만 검출되는 경우 (PED) 위치의 표준편차는 $1{\sim}2mm$ 미만으로 다중산란에 의한 불확실성이 크지 않다는 것을 알 수 있다. PED의 경우 다중산란의 영향이 크지 않으므로 이러한 다중산란은 컴프턴 카메라의 성능에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나 모든 에너지가 검출되는 경우 (FED), 122keV입사방사선의 경우를 제외하면, 그 위치의 표준편차가 1차 검출기의 pixel크기에 2배에 달한다. 그러므로 복합 집속 카메라의 코드화된 마스크를 설계하는데 있어 재구성된 영상의 잡음을 방지하기 위해 다중산란에 의한 표준편차가 고려되어야 한다. 모든 입사 방사선에너지에 대하여 FED에 의한 위치 불확실성은 PED에 의한 것 보다 크며 PED 대 FED의 비는 입사방사선의 에너지가 증가함에 따라서 커진다. PED와 FED의 경우 모두 위치의 불확실성이 입사방사선의 에너지에 따라 달라졌다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.473-482
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• 2005

대형 적외선 우주 망원경 개발은 한극천문연구원의 중요 전략 목표의 하나로써 이를 성공시키기 위한 다양한 기술적 노력들이 전개되고 있다. 그 일환으로 한국천문연구원과 한국기초과학지원연구원은 정책 협동 과제로 한국기계연구원, (주) 아이쓰리시스템과 함께 우주용 적외선 냉각시스템을 개발하고 있다. 본 논문에서는 이렇게 개발중인 우주탑재용 적외선카메라 냉각시스템 시험모델의 광학계를 설계하기 위한 요구 조건을 도출하였으며, 그에 따라 $3.8\~4.8{\mu}m$ 적외선 대역에서 $15^{\circ}\times12^{\circ}$의 시야를 가지며 각분해능이 $0.047^{\circ}$인 단일 렌즈 카메라 시스템을 설계하였고, 앞으로 더 복잡한 광학계에 대한 기초로 활용하고자 한다.