• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제33권11호
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• pp.936-941
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• 2006

대상인식 기술을 실제 환경에 적용하기 위해서는 조명 보상 기술 개발이 필수적이다. 본 논문은 조명의 방향 변화로 인한 영상의 변화를 보상하는 방법으로써 레티넥스 모델과 조명-반사율 모델에 주목하고, 이를 다양한 방법으로 구현하고 그 성능을 비교함으로써 효과적인 조명 보상방법을 제시하였다. 본 논문에서는 레티넥스 모델을 단일 스케일 레티넥스, 다중 스케일 레티넥스와 이를 신경망으로 재구성한 레티넥스 신경망, 다중 스케일 레티넥스 신경망으로 구현하였다. 조명 반사율 모델은 조명 영상을 이산코사인변환, 웨이블릿변환을 통한 저주파 필터링과 가우시안 블러로 구한 후, 이를 이용하여 반사율 영상을 계산하여 조명 보상을 수행하도록 하였다. 구현된 조명 보상을 9가지 조명 방향 변화가 존재하는 얼굴 영상에 대해 조명 보상을 수행하여, 그 성능을 측정하고 비교하였으며, 더불어 주성분분석 계수를 이용하여 그 성능을 측정하였다. 실험 결과 조명-반사율 모델이 보다 좋은 성능을 보였으며, 주성분분석 계수를 추출한 경우 전반적인 성능향상을 얻을 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.807-810
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• 2009

본 논문은 실감 원격회의 시스템을 위한 실시간 영상기반 재조명 기술을 제안한다. 구체적으로 원격 사용자의 영상을 미리 캡처된 환경맵을 이용하여 재조명해서 사용자가 같은 공간에 있도록 느끼게 한다. 일반적으로 재조명 수행에 사용자 모델의 정교한 기하학적 모델정보를 도출하는 것이 고품질 재조명 영상을 도출하는데 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 두 개의 방향성 조명을 사용하여 실시간으로 사용자 모델정보를 도출하는데 중점을 두었다. 도출된 모델정보와 환경맵의 조명정보를 이용하여 재조명 연산을 수행하고, 그래픽 하드웨어를 사용하여 고속으로 연산을 수행한다. 본 논문에서는 두 개의 방향성조명과 동기화된 카메라를 순차적으로 점등하여 사용자 표면의 반사율 맵을 도출한다. 그리고 빛이 반사할 때 표면에서 입사각과 반사각이 동일한 특징에 근거하여 반사맵 영상의 밝기가 밝을수록 사용자 표면의 법선벡터가 조명과 카메라간의 사잇각이 될 확률이 높아진다. 그래서 양방향의 반사율 값과 사잇각 두 개의 파라미터를 곱하여 표면의 법선벡터를 완성한다. 본 연구의 결과를 이용하면 영상기반 재조명 연구의 실제적이고도 폭넓은 적용이 가능할 것으로 사료되며 고화질의 콘텐츠 양산에도 기여할 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권6호
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• pp.65-84
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• 2006

본 논문에서는 개선된 영상 생성 모델을 제시하고, 제시된 모델에 기반한 칼라 영상 향상을 제안한다. 제시된 영상 생성 모델에서는 입력 영상을 전역 조명 성분과 국부 조명 성분, 그리고 반사율 성분의 곱으로 표현한다. 제안된 칼라 영상 향상에서는 RGB 입력 칼라 영상을 HSV 칼라 영상으로 변환한 다음, 백색광 조명 상태라는 가정 하에 개선된 영상 생성 모델에 근거하여 V 성분 영상만을 향상한다. 전역 조명 성분은 입력 V 성분 영상에 유효 영역이 넓은 선형 저대역 필터를 적용하여 추정하고, 국부 조명 성분은 입력 V 성분 영상에서 추정된 전역 조명 성분이 제거된 영상에 유효 영역이 좁은 JND (just noticeable difference) 기반의 비선형 저대역 필터를 적용하여 추정한다. 그리고 반사율 성분은 입력 V 성분 영상에 추정된 전역 조명 성분과 국부 조명 성분을 나누어 추정한다. 이어서 이들 추정된 성분에 감마 수정을 각각 적용하고 그 결과들을 곱하여 출력 V 성분 영상을 얻은 다음 히스토그램 모델링을 적용하여 최종 출력 V 성분 영상을 얻는다. 마지막으로 최종 출력 V 성분 영상과 입력 H 성분 영상 및 S 성분 영상으로부터 출력 RGB 칼라 영상을 얻는다. 실험 결과 제안된 방법은 NASA 홈 페이지로부터 다운받은 칼라 영상과 MPEG-7 CCD 칼라 영상으로 구축한 시험 영상 데이터 베이스에 대하여 후광 효과가 거의 억제되고 색상 변화가 거의 없으면서 전역 대비와 국부 대비를 동시에 잘 증가시키는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제16B권5호
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• pp.385-394
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• 2009

사람의 얼굴은 강체(Rigid object)가 아니기 때문에 얼굴을 추적하거나 인식하는 일은 쉽지 않다. 특히 얼굴의 포즈나 주변 조명의 변화에 따른 입력 영상의 차이는 얼굴 인식을 어렵게 하는 주된 원인이다. 본 논문에서는 비디오 영상으로부터 얼굴을 추적하고 인식할 때 발생하는 이 두 가지의 문제를 해결하기 위한 프레임웍과 전처리 방법을 제안한다. 얼굴 포즈의 변화에도 효과적으로 얼굴을 추적 및 인식하기 위해 먼저 학습 영상으로부터 주성분 분석법(Principal Component Analysis)을 이용하여 각 얼굴 포즈마다 하나의 독립된 가우시안 분포를 추정하고 이를 이용하여 각 사람마다 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model)을 구성한다. 본 논문에서는 서로 다른 조명 상태를 가진 얼굴 영상을 처리하기 위해 먼저 입력된 얼굴 영상을 SSR(Single Scale Retinex) 모델을 이용하여 반사율(Reflectance)과 조도(Illuminance)로 분해한다. 반사율은 사전 정의된 범위 안에서 히스토그램 평활화를 수행함으로써 재조정되고 조도는 조명의 변화를 포함하고 있지 않은 영상들으로부터 학습된 매니폴드 모델로 다시 근사된다. 이 두 특징을 결합함으로써 실내 환경이나 실외 환경에서 촬영된 영상에서 효율적으로 얼굴을 추적 및 인식한다. 비디오 기반의 영상으로부터 보다 효율적으로 얼굴을 추적하기 위해 본 논문에서는 구성된 모델의 가중치를 각 프레임마다 이전 프레임의 추적 결과에 의해 EM 알고리즘을 이용하여 갱신함으로써 비디오 영상내의 연속적으로 변화하는 얼굴 포즈를 추정하였다. 본 논문에서 제안된 방법은 실내에서의 다양한 조명환경과 실외의 여러 장소에서 획득한 실험 영상을 이용하여 기존에 연구되어 온 다른 방법에 비해 우수한 성능을 보였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제7권6호
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• pp.27-33
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• 1993

본 논문에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 복잡한 다면 실내공간에서 조도분포를 예측하는 방법을 제안하였다. 광원으로부터 방사하는 빛을 배광분포에 따른 가중치를 가지고 진행하는 입자로 가정하였으며 광원에서 방출된 빛의 경로를 추적하여 반사면과의 교점을 구한다. 그리고 반사면의 반사율을 고려하여 이자가 반사 또는 흡수될 것인가를 판단하고 그 입자가 흡수될 때까지 입자의 진행을 반복한다. 무수히 많은 입자에 대해 위와 같은 과정을 반복하면 실내면의 조도분포를 얻을 수 있다. 보다 세밀한 측정을 위하여 각 실내면은 매우 작은 미소면적으로 분할하였다. 그리고, 실제공간에서도 응용될 수 있도록 실제의 공간과 유사한 다면 실내공간에 대해서 시뮬레이션을 하였으며, 조도분포에 따라 이차원의 등조도 곡선과 삼차원의 조도분포곡선을 그렸다. 실제로 모델공간을 제작하여 조도를 측정해 본 결과, 실험치와 계산치의 오차가 평균 2.3% 이내로 되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권1호
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• pp.1-11
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• 1997

Austomated visual inspection(AVI) capability has become an important key component in the automated manufacturing system. In such a visual inspection system an intensity(or color) image of a scene is quickly affected by optical property of objects, condition and roughness of surface, lens and filters, image sensor property and lighting system. In particular, the lighting system disign is the most important factor, since it affects overall performance of the visual system. For fast and cheap automated visual inspection system it is important to obtain the good image quality which results from careful attention to the design of the lighting system. In this paper, the lighting subsystem of AVI system is analysed for the inspection of printed circuit board(PCB) patterns. The spectral reflectance of materials, which are composed of PCB, is measured for choosing the light source. The reflection property is theoretically obtained by a reflection model and also obtained by experiments which measure intensity with varying the viewing direction of image sensor and the lighting direction of illuminator. The illumination uniformity of a ring-type illuminator. The lighting system is designed based upon the experimental results and theoretial analysis.

• 한국광학회지
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• 제23권2호
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• pp.55-63
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• 2012

본 논문에서는 광생물 반응기의 조명 시스템으로 활용될 LED(Light-Emitting Diode)용 도광판의 광학설계 및 제작 결과에 대해 보고한다. 도광판 설계를 위해 광원, 반사필름, 도광판 패턴에 대한 모델링을 수행하였다. 특히, 도광판 패턴의 경우 램버시안 산란체(Lambertian Scatterer)로 모델링을 수행하였는데, 테스트용으로 제작된 도광판의 조도분포와 부합하는 모델 파라미터(반사율, 산란체의 폭)를 매칭 시뮬레이션을 통하여 추출하였다. 추출된 모델 파라미터를 사용하여 광학설계를 수행하였으며, CNC(Computer Numerical Control) 가공을 통해 도광판을 제작하였고, 평균조도와 조도균일도 등의 광학 특성을 측정하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.118-125
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• 2007

가공선로와 지중선로가 혼합된 배전계통에서 뇌서어지와 개폐서어지가 입상주를 통하여 유입될 수 있다. 이러한 서어지는 케이블을 따라서 이동하게 되고 케이블의 종단에서 반사된다. 이때 반사되는 서어지는 그 크기가 2배 정도가 되고 지중배전선로의 절연을 위협할 수 있다. 한전의 지중배전계통을 모의할 수 있는 모델계통을 만들고 이 계통에 서어지를 인가하여 케이블의 서어지 전파 특성을 측정하였다. 실제시험으로 측정한 결과를 EMTP 해석 결과와 비교하여 EMTP 파라미터들을 수정하였다. EMTP 해석에서 케이블 절연체의 유전율, 피뢰기의 특성곡선, 서어지의 파형을 조정하면 실증시험 결과와 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었으며, 케이블의 말단에서 2배 정도 전압상승이 되고 분기에 의하여 복잡하게 전파되는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.3207-3213
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• 2011

조명 변화에 관계없이 물체의 원래 색을 결정할 수 있는 색 항등성 기법은 저조도 환경에 적합하지 않다. 이러한 저조도 환경을 고려한 색 항등성 기법을 위해 우선적으로 다양한 저조도 환경의 영상이 필요하다. 본 논문에서는 분광 데이터에 기반한 저조도 합성 영상 집합과 저조도 자연 영상 집합을 생성한다. 합성 영상 집합은 380~780nm의 5nm 단위로 보간된 카메라의 센서 반응 함수, 일루미넌트 분광분포(SPD) 그리고 분광 반사율 곡선을 사용하여 생성되며, 52,000개의 영상들로 구성된다. 자연 영상 집합은 Ebner 데이터 집합과 일루미넌트의 SPD를 기반으로 생성한 4,970개의 영상들로 구성된다. 영상 집합은 실측 분광 데이터와 물리적인 영상 형성 모델을 바탕으로 생성되기 때문에 저조도 환경에서의 색 변화 및 분포를 객관적이고 정량적으로 분석하는 것이 가능한 장점을 갖는다. 또한, 이 영상 집합은 Ground Truth Data를 포함하고 있어 색 항등성 기법의 평가를 위해 사용될 수 있다.