• 정보과학회 논문지
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• 제43권5호
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• pp.562-568
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• 2016

포인트 클라우드 데이터는 어떠한 형태를 표현하기 위해 무수히 많은 점들을 갖는 데이터 집합으로 특정 벡터 시스템에서 표현될 수 있으며, 일반적으로 3차원 좌표 공간에서 다양한 특성을 갖게 된다. 본 논문은 3차원 좌표 시스템의 포인트 클라우드에서 기존 방법(Hough Transform)보다 빠른 실린더 형태의 파이프 추정을 목표로 한다. 이를 위해 비교적 빠른 RANdom SAmple Consensus(RANSAC)를 사용한다. 본 논문에서 제안하는 실린더 형태의 파이프 추정은 두 가지 형태의 수학적 모델을 근거로 파라미터를 계산하고, 결과를 조합하여 예측한다. 두 가지 수학적 모델은 구(Sphere)와 직선(Line)이며, RANSAC 적합을 통해 실린더의 축과 반지름이 될 수 있는 구의 파라미터(중심과 반지름)를 계산하고, 이를 직선화하여 실린더를 추정한다. 이는 법선 추정(Normal Estimation) 및 분할(Segmentation) 없이 비교적 정확도를 유지하며, 빠르게 실린더 매칭을 할 수 있게 한다. 빠른 실린더 매칭은 실시간 파이프 추정이 필요한 레이저 스캐닝 및 건설 역설계 분야에서 활용할 수 있을 것이다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.626-637
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• 2021

공주 무령왕릉과 왕릉원은 세계유산으로 등재된 웅진백제시대(AD 475~538) 왕족의 고분군이다. 1971년 무령왕릉 발굴 이후 안전한 보존관리 체계 없이 공개됨에 따라 급격한 환경변화를 겪으며 고분 내부에 다양한 손상이 발생하였다. 이 연구에서는 왕릉원의 미시적 변위분석을 위해 각 고분 내부에 취약부를 선정하여 3차원 정밀스캐닝을 바탕으로 디지털 형상정보를 구축하였다. 5호분에서는 진행성 변위를 검출하였으며, 6호분과 무령왕릉은 향후 모니터링을 위한 기초자료를 획득하였다. 특히 5호분 남측 회벽의 편차분석 결과, 공차범위 ±18 mm와 ±2 mm에서 추가 손상은 나타나지 않았다. 그러나 인방석은 평균 0.32 mm의 처짐이 발생하였고, 벽체 사이의 거리는 평균 0.36 mm가 증가하였다. 5호분 내부는 직접적인 누수가 있어 탈락과 처짐거동 등 손상을 가중시킨 것으로 해석된다. 이 연구에서 획득한 3차원 형상정보는 계속 연구를 위한 자료로 중요한 기준이 되며, 정밀 계측모니터링과 교차검증을 거쳐 왕릉원의 안정적 보존방안을 검토하는 데 활용할 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2C호
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• pp.132-140
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• 2007

본 논문에서는 디지털화된 형태로 취득 및 저장된 홀로그램 신호를 부호화하는 새로운 기술을 제안한다. 디지털 홀로그램의 독특한 특성을 파악하여 적절한 형태의 데이터로 변환한 후에 현재 널리 사용되고 있는 표준 압축 기술들에 적용하고자 한다. 전처리과정 이후에 부호화를 위해 추출된 홀로그램은 위치적인 다시점 특성을 이용하여 분할된다. 분할된 홀로그램은 2차원의 여러 시점에서 객체를 촬영한 것과 유사한 특성을 보인다. 시각적으로 잡음과 유사한 형태로 관찰되는 홀로그램의 회절 패턴은 그 자체로써 압축에 이용하기 어렵다. 따라서 홀로그램 생성 원리와 유사하면서 고속 변환이 가능한 2차원 DCT (Discrete Cosine Transform)를 이용하여 분할된 홀로그램을 주파수 변환한다. 주파수 변환된 분할 영역들은 시간적 및 공간적 상관도에 따라서 3차원 스캔 과정을 거치면서 하나의 비디오 스트림으로 구성된다. 비디오 스트림의 한 프레임에 해당하는 분할된 영역들은 다양한 범위를 가지는 계수들로 구성되는데 이를 재구성한 후에 부호화 알고리즘을 이용하여 압축한다. 실험 결과를 살펴보면 제안한 알고리즘은 기존의 기술에 비해서 16배 이상의 높은 압축율에서 더 좋은 복원 성능을 보였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.428-439
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• 2011

종의 소리는 형상과 합금 특성에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 정확한 형상데이터 측정 방법과 합금성분 데이터를 획득하기 위한 방법의 개발은 종의 연구 뿐 아니라 체계적인 관리에도 매우 중요하다. 광삼각방식을 적용한 레이저스캐너로 정확도가 높은 종의 형상데이터 획득하기 위한 스캐닝 및 모델링 방법들을 제안하였으며 획득된 3차원 형상데이터를 기반으로 높이, 구경 등 두 점간의 거리 뿐 아니라 곡률, 체적, 두께 등 임의의 데이터를 획득할 수 있는 데이터 구축방법을 제시하였다. 합금성분데이터 분석에서 는 기존의 시편 측정방법 대신에 비파괴 측정 방법을 제시함으로써 한국종의 손상 및 부분적인 데이터의 획득이라는 한계를 극복할 수 있도록 하였다. 제안된 방법에 따라 18점의 한국종에 대한 형상 및 합금성분 데이터를 수집하였으며 기존 측정치의 오류를 수정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5695-5706
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• 2015

최근 국내외 건설 분야에서 건축물 리노베이션 및 유지보수를 위한 BIM 적용이 활발해지는 추세이나, 상당수 기존 건축물이 현 상태를 반영하지 않은 2D 도면을 보유함에 따라 이를 바탕으로 한 BIM 모델 작성이 어려운 상황이다. 따라서 본 연구는 역설계 기술을 활용하고자, 건축 MEP 역설계 지침을 위한 포인트 클라우드 데이터 관련 데이터 구조 및 프로세스를 분석하고, 역설계 지침을 위한 고려사항을 도출하였다. 국내 시장에서 3차원 스캐닝 기술의 활발한 적용을 위해, 프로젝트 수행 초기 단계인 지상 라이다를 이용한 현장에 대한 데이터 취득, 취득 단계에서 얻은 포인트 클라우드 데이터의 기초 처리 및 프로세스 분석에 대해 연구 목적을 두고 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제26권1호
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• pp.39-45
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• 2010

본 연구는 지상라이다 자료의 점군간 자동정합을 위해 인접한 두 점군 자료와 함께 획득되는 2차원의 강도영상 자료로부터, 2개 영상에서 동시에 관측되는 특징점들을 이용하여 SIFT 알고리즘에 의해 공액점을 선정하였다. 또한 매칭 오류점 배제를 위해 RANSAC 알고리즘을 적용하여 정합 정확도 향상을 도모하였다. 두 점군간의 변환식 매개변수인 3차원 회전변환 각과 수직/수평 이동량을 계산, 그 결과를 기존 수작업에 의한 결과와 비교하였다. 건국대학교 이과대학 건물을 대상으로 실험한 결과, 자동매칭을 통한 변환매개변수와 수작업으로 한 변환매개변수의 차이는 X, Y, Z, 방향으로 각각 0.011m, 0.008m, 0.052m로서 자동정합 자료의 활용이 가능하다고 판단하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.253-263
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• 2013

광학측정기법 중 주파수 스캐닝 간섭계는 기존 3차원 측정기법과 비교하여 광학 하드웨어 구조가 측정과정동안 고정되어 있어, 대물렌즈나 대상물체의 수직 스캐닝 없이 단지 광원의 주파수만 특정한 주파수 밴드내에서 스캐닝 하여 대상물체에 주사되므로, 우수한 광학 측정 성능을 보인다. 광원의 주파수를 변경하여 간섭계를 통해 간섭 영상을 획득한 후, 밝기 영상 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환을 통한 주파수 분석을 이용하여 대상 물체의 높이 정보를 계측한다. 하지만, 대상물체의 광학적 특성에 기인한 광학노이즈와 주파수 스캐닝동안 획득되는 영상의 수에 따라 증가하는 영상처리시간은 여전히 주파수 스캐닝 간섭계의 문제이다. 이를 위해, 1) 편광기반 주파수 스캐닝 간섭계가 광학 노이즈에 대한 강인성을 확보하기 위해 제안되어진다. 시스템은 주파수 변조 레이저, 참조 거울 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 대상 물체 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 편광 광분배기, 이미지 센서 앞단의 편광기, 광섬유 광원 앞단의 편광기, 편광 광분배기와 광원의 편광기 사이에 위치하는 ${\lambda}/2$ 판으로 구성된다. 제안된 시스템을 이용하여, 편광을 기반으로한 간섭이미지의 대조대비를 조절할 수 있다. 2) 신호처리 고속화 방법이 간섭계 시스템을 위해 제안되며, 이는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 병렬처리 하드웨어와 계산 통합 기기 구조(CUDA)와 같은 프로그래밍 언어로 구현된다. 제안된 방법을 통해 신호처리 시간은 실시간 처리가 가능한 작업시간을 얻을 수 있었다. 최종적으로 다양한 실험을 통해 제안된 시스템을 정확도와 신호처리 시간의 관점으로 평가하였고, 실험결과를 통해 제안한 시스템이 광학측정기법의 실적용을 위해 효율적임을 보였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권4호
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• pp.723-731
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• 2017

고고자료의 복원은 과거 기록물로 남겨진 사진과 도면자료를 이용하여 진행하였다. 크게 유구와 유물로 구분하여 살펴보았다. 유구에 대한 복원은 사진으로 남겨진 개개 부위 및 부분을 모델링하고, 이들을 정렬 및 합성하여 하나의 객체로 3차원 복원하였다. 유물에 대한 복원은 사진을 통한 모델링 작업을 우선한 후, 모델링된 유물의 파손 부위에 대한 텍스쳐 이미지를 수정하여 원상 복원하거나, 유물 내 결실부위에 대한 모델링 제작과 합성을 통한 원상을 복원하는 방식이 있다. 도면을 통한 복원은 3차원 모델링 제작과 함께 이미지의 실사맵핑을 통한 복원을 진행하였다. 이렇게 복원된 고고자료는 과거 2D자료를 통한 수치 분석과 해석의 연구성과를 검증하고 비교를 진행할 수 있으며, 추후 더욱 정확한 분석 방안을 제시할 수 있다.

• 박물관보존과학
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• 제20권
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• pp.77-92
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• 2018

석조보살좌상(신수5971)은 1974년 강원도 평창군에서 발견되었다. 2002년 국립춘천박물관이 개관하면서 옮겨진 보살상은 파손 부위가 넓어 복원이 쉽지 않았다. 본 논문에서는 3D스캐닝과 3D프린팅 기술을 활용하여 전체적인 형태와 손상정도를 파악하여 정확한 형태 복원이 불가능한 결실부를 복원하였다. 표면 장식에 사용된 안료의 종류를 파악하기 위하여 광학 현미경으로 관찰하고 이동형 X-선 형광분석기(p-XRF, Potable X-ray Fluorescence Analyzer)로 주성분을 분석한 후 보존처리하였다. 보존처리는 천연 접착제인 아교를 사용하여 열화 된 옻칠을 안정시키고 석재강화제(OH-100)를 사용하여 강화하였다. 조사 결과 불석[(沸石), 제올라이트(Zeolite)] 표면 위에 옻칠을 바르고 그 위에 금을 올리는 도금 기법과 흰색의 안료는 연백(鉛白), 적색의 안료는 연단(鉛丹)과 주사(朱砂)로 확인되었다. 3D 기술을 이용한 역설계 방법으로 복원된 결실부는 잔존 편을 대칭시켜 만들었기 때문에 남아있는 보살상의 형태와 유사하게 제작할 수 있었다. 그러나 출력물은 보살상 파손 부위가 굴곡져 있어 이격 없이 삽입하기 어려우며 출력물의 접합부 수정·보완 작업이 필요하였다. 또한 현재까지 3D 프린팅 재료의 물성연구가 부족하여 자료 수집에 어려움이 있었다. 이러한 문제점들은 향후 좀 더 연구해야할 과제이다.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.76-82
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• 1997

본 논문은 음원의 절대위치를 정확하게 추정할 수 있는 음향홀로그래픽법에 관하여 계산기상의 시뮬레이션 및 측정시스템을 이용한 실험과결과에 대하여 서술한다. 이 연구에서는 원거리 음장을 만족하도록 측정면을 설정하여 7개의 마이크로폰을 직선으로 배열한다. 음원의 측정은 음원면에 근접한 위치에 한 개의 기준 마이크로폰을 설치하고 측정면의 마이크로폰들을 등간격으로 스캐닝하면서 각지점의 음을 동시 기록한다. 수음한 기준음과 측정음간의 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의하여 음원의 절대위치를 측정한다. 그리고 각 마이크로폰의 위상차는 기준 마이크로폰을 대상으로 위상보상 하였으며, 측정시의 시간지연은 제 1열 측정시점을 기준으로 시간보상을 행하였다. 측정면에 설정한 마이크로폰들의 최적 간격은 수치 시뮬레이션에 의하여 정한다. 음원신호는 정현파를 이용하고 S/N비를 30dB의 조건하에서 각각 실험을 행하였다. 시뮬레이션과 실험에서 결정한 최적 마이크로폰 간격은 2KHz인 정현파 음원을 기준으로 하여 공간상의 나이키스트 조건을 만족하도록 설정하였다. 무향실에서 측정한 실험결고, 500Hz 와 1KHz의 신호원에 대한 음원이 2KHz인 경우의 추정된 3차원 홀로그램의 주극폭이 각각 87%와 30%씩 감소하였고, 그 결과 수치 시뮬레이션의 타당성을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 제안하는 3차원 음향 홀로그래픽법을 이용한 음원위치 추정에 관한 연구의 유용성을 검증하였다.