• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.181-190
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• 2013

본 논문에서는 어안렌즈의 방사왜곡을 고려한 개선된 양선형 보간법을 제안한다. 어안렌즈에서 발생하는 방사왜곡의 보정은 크게 좌표 변환과 보간 작업의 두 단계를 통해 진행된다. 본 논문은 방사왜곡을 고려한 보간법에 대한 연구이다. 기존 기술과 달리 왜곡 영상이 아닌 보정 영상에서 근접한 좌표 4개를 사용한 보간법을 제안한다. 실험결과는 주관적인 화질과 객관적인 화질(PSNR)이 향상되는 것을 보여준다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.49-52
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• 2011

본 논문에서는 구간선형 모델을 적용하여 낮은 복잡도를 가지는 LSC(Lens-Shading Correction) 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 각 화소와 렌즈 중심점으로부터 거리를 정수형으로 계산하고, 이 정수를 거리에 대한 LSC 이득값이 저장된 LUT(Look-Up Table)에 대한 주소로 적용하여, 입력 화소 값에 곱함으로써 LSC를 수행한다. 거리를 구하려면 제곱근 회로가 추가되어야 한다. LUT에 저장된 이득값은 원점으로부터의 거리에 대한 평균 이득값을 저장하고 있기 때문에, 제곱근 계산에 높은 정밀도를 할애하여도 LSC 보상된 영상의 화질에 미치는 영향은 높지 않으므로 정수형 제곱근 연산을 수행한다. 제곱근 계산은 구간 선형화하여 단지 덧셈과 쉬프트 연산만으로 제곱근 연산을 완료할 수 있도록 간략화 하였다. 제안한 알고리즘을 양산 중인 일반 카메라 모듈에 적용한 결과, 카메라모듈 제조업체의 LSC 평가 기준을 상회하는 수준으로 나타나며, 구현될 하드웨어 복잡도가 매우 낮아서 모바일 카메라 구현에 매우 적합하다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.64-69
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• 2016

A new compact conformal dome optical system was established, and the aberration characteristics of the dome were investigated using Zernike aberration theory. The aberrations induced by the dome at different fields of regard (FORs) from 30° to 100° were effectively balanced by a rotating cylindrical lens. This kind of optical system can be widely used in top-view optical searching devices. A design method was introduced and the optimization results analyzed in detail. The results showed that the Zernike aberrations produced by the conformal dome were decreased dramatically. Also, a complete conformal optical system was designed, to further illustrate the aberration correction effect of the rotating cylindrical lens. Using a cylindrical lens not only provided a large FOR, but also simplified enormously the structure of the conformal optical system.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권4호
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• pp.378-388
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• 2017

We present a graphical method for determining a pair of optical materials and powers to design an achromatic and athermal lens system with corrected Petzval curvature. To graphically obtain the solutions, a three-dimensional (3D) glass chart is proposed. Even if a particular material combination is unavailable, we can select an element suitable for a specific lens and continuously change the element powers of an equivalent single lens for aberrations correction. Thus, we can iteratively identify the materials and powers on a 3D glass chart. By designing a fisheye lens using this method, an achromatic and athermal system with flat Petzval curvature is obtained, over the specified waveband and temperature ranges.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.13-19
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• 2013

$F{\theta}$ 렌즈는 레이저 프린터의 LSU(Laser Scanning Unit)의 중요 부품으로서 $F{\theta}$ 렌즈를 통과한 주사빔의 상 위치는 주사빔의 렌즈 입사각에 비례한다. 본 논문에서는 당사에서 개발한 A4 사이즈용 $F{\theta}$ 렌즈를 설계, 제작하고 보정하는 과정을 소개하였다. 렌즈 개발에서 광학설계는 Zemax를 사용하였고 주사빔의 주주사방향 및 부주사방향의 왜곡을 최소화 하기 위하여 렌즈면은 특수한 토릭면으로 하였다. 렌즈 금형은 1nm 의 분해능을 갖는 초정밀 가공기로 제작하였다. 렌즈 사출 후 성능을 평가하고 측정값과 설계값의 차이를 바탕으로 설계보정식을 유도하여 렌즈 금형을 수정하였다. 금형 수정 후 사출렌즈의 재측정 결과 초기 설계값에 가까운 성능을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.299-310
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• 2009

본 논문은 줌-렌즈로 취득한 비디오 영상에 대해서 줌-렌즈의 왜곡을 자동으로 보상할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저, 초점거리의 증가에 따라 렌즈의 왜곡 계수가 비선형적으로 단조 감소하는 특징으로부터 초점거리와 렌즈 왜곡 계수로 표현되는 비선형 줌-렌즈 왜곡 모델을 정의하였다. 그리고 취득한 비디오 영상으로부터 몇 장의 샘플 영상을 선정하고, 이 샘플영상에 대한 초점거리와 렌즈 왜곡 계수는 기존의 방법들을 이용하여 측정하였다. 이렇게 측정한 초점거리와 렌즈 왜곡 계수들로 부터 줌-렌즈 왜곡 모델을 최적화 시켰다. 최적화된 줌-렌즈 왜곡 모델은 각 비디오 영상의 초점거리를 입력으로 하여 렌즈 왜곡계수를 자동으로 계산할 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법은 다양한 실사 영상과 비디오 영상에 적용하여 그 성능을 검증하였으며, 화질의 열화 없이 영상의 왜곡을 보상할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제10B권4호
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• pp.373-380
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• 2003

대부분의 저가형 디지털 카메라에 사용되는 광학계의 경우 상대적으로 심한 렌즈 왜곡을 보이고 있다. 본 연구의 목적은 렌즈의 기하학적 왜곡에 의한 영상 품질의 저하를 보정하려는 것으로 Tsai의 카메라 캘리브레이션 방법을 단순화한 렌즈 왜곡 변수 계산 방법 및 계산된 렌즈 왜곡 변수를 이용하여 왜곡된 원영상을 이미지 워핑을 통해 보정하는 방법을 제안한다. 렌즈 왜곡 변수 계산 단계에서는 카메라 캘리브레이션 과정의 단순화를 위해 scale factor ratio 및 이미지 센터를 처리하는 실질적인 방식에 대해 보고하며 정량적인 이미지 품질 척도를 이용하여 왜곡보정 효과를 측정함으로써 제안된 방법의 타당성을 보인다. 한편, 렌즈 왜곡 변수 계산 단계에서의 결과를 바탕으로 이미지 워핑을 적용하기 위해 역공간 매핑 방식을 적용하는 경우 본 연구에서 적용된 방사상 렌즈 왜곡 모델의 정확한 해를 구하기 위해서는 3차 방정식의 해를 구하여야 한다. 본 논문에서는 정보기기로의 내장형 구현에 필수적인 실시간 처리를 목적으로 2차 방정식으로의 근사화 방법을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 근사화 방법의 실시간 구현 가능성을 보이며 아울러 3차 방정식의 해를 이용한 이미지 워핑의 경우와 성능이 동등함을 보인다.

• 한국안광학회지
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• 제15권2호
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• pp.145-150
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• 2010

목적: 본 연구에서는 역기하렌즈(Reverse Geometry Lens;RGL)의 근시교정효과와 각막편심률 변화의 상관관계를 알아보고자 하였다. 방법: 3개월 이상 역기하렌즈를 지속적으로 착용한 학령기 아동 23명(46안) 중, 렌즈의 파라미터(parameter)가 다른 두 종류의 렌즈를 착용한 학령기 아동을 각각 Group I과 Group II로 나누고, 각각의 그룹에서 역기하렌즈의 착용 전, 착용 1주일, 착용 1개월, 착용 3개월 시점에서 각막정점으로 부터 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ 범위의 편심률을 측정하였다. 역기하렌즈 교정 이후의 나안시력, 등가구면 굴절력, 각막 굴절력을 측정하여 각막의 편심률의 변화와의 상관관계를 조사하고 이에 대한 통계학적 유의성을 조사하였다. 결과: Group I과 Group II의 각막정점으로부터 $10^{\circ}$ 범위에서 착용 후 1주일에서 통계학적 유의성(p=0.03, t=-.2.29)이 있었으나, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ 범위에서는 통계학적 유의성이 없었다(p>0.05). 각막편심률의 변동에 대한 교정시력과의 상관관계는 Group II의 착용 후 1주일에서 비교적 크게 나타났다(r=-0.36, p=0.00, t=6.5). Group II의 착용 1주일에서 편심률과 각막곡률반경의 변화에 대한 상관관계는 r=-0.36, p=0.00, t=6.5이며, 편심률과 등가구면 굴절력의 변화에서는 r=-0.72, p=0.00, t=-.70.5로 높은 상관관계를 보였다. 결론: 각막편심률의 변화로 본 각막교정굴절효과는 착용 후 1주일에서 상관관계가 높았으며, 단기효과증진에 대한 원인을 규명하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.131-137
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• 2013

광각 카메라는 단 초점 렌즈를 장착하여 넓은 시야의 이미지를 처리하는데, 렌즈의 광학 문제로 인해 이미지에 베럴 왜곡(barrel distortion)이 발생한다. 본 논문에서는 베럴 왜곡을 실시간 디지털 신호처리를 통해 보정하기 위한 낮은 복잡도의 프로세서 구조를 제시하고 이를 실제 구현하여 유효성을 검증하였다. 제안하는 왜곡 보정 프로세서는 하드웨어 복잡도를 낮추기 위해서, 좌표 위치 보정에 필요한 계산을 점증적(incremental)으로 수행한다. 또한, 높은 보정 속도를 달성하기 위해 파이프 라인 구조로 설계하였다. 설계된 보정 프로세서는 $0.11{\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor(CMOS) 공정을 사용하여 14.3K의 논리 게이트로 구현되었다. $2048{\times}2048$ 픽셀 영상에 대하여, 최대 314MHz의 동작 주파수로 초당 74.86번의 속도로 보정이 가능하다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.49-59
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• 2012

촬영된 카메라의 기초 정보를 담고 있는 EXIF 파일을 편집 프로그램들을 통해 삭제 또는 변형하게 되어 우리 주변에서 출처를 알 수 없는 이미지들이 상당수 존재하게 되었다. 이와 같은 문제점은 디지털 이미지의 출처를 왜곡하여 공공기관에서 사건의 분석 및 감정에 혼선을 줄 수 있다. 특히 증거의 출처를 명시하는 법정 기관에 출처가 삭제, 변형된 EXIF 파일을 가진 디지털 사진은 객관적 증거의 역할을 할 수 없다. 본 논문은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 연구로써 촬영에 사용된 카메라의 신원을 추적하는 데 목적이 있다. 이를 위해 본 논문은 디지털카메라 이미지 프로세싱에서 사용하는 렌즈 왜곡 보정 알고리즘을 주목하였다. 렌즈 왜곡 보정은 맵핑 알고리즘을 이용하며 이 때 위신호 인공물(Aliasing artifact)와 복원 인공물(Reconstruction artifact)의 발생을 제거하기 위한 보간 알고리즘을 사용한다. 여기서 보간은 맵핑의 패턴과 유사한 형태로 나타나며 이 보간의 흔적을 찾는 것이 연구의 핵심이다. 본 논문에서는 맵핑에 사용된 보간 패턴을 검출하기 위해 미니멈 필터(Minimum Filter)를 이용한 검출 알고리즘을 제안하였다. 보간이 발생한 영역과 그렇지 않은 영역을 분류하여 두 영역에 동일한 미니멈 필터를 적용한다. 이를 DFT를 통해 각 영역간의 주파수 특성이 어떻게 나타나는지 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 두 영역간의 차분값을 활용하여 최종 검출 맵으로 구현하였다.