• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.804-809
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• 2004

It is essential to calibrate a camera in order to recover 3-dimensional reconstruction from uncalibrated images. This paper proposes a new technique of the camera calibration using a homography between the planar patterns image taken by the camera, which is located at the three planar patterns image. Since the proposed method should be computed from the homography among the three planar patterns from a single image, it is implemented more easily and simply to recover 3D object than the conventional. Experimental results show the performances of the proposed method are the better than the conventional. We demonstrate the examples of 3D reconstruction using the proposed algorithm from image sequence.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권4C호
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• pp.381-390
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• 2006

본 논문에서는 비 교정 영상에서 3장의 평면 패턴 영상들을 위치시켜, 한 장의 영상으로 찍어 얻은 영상으로부터 이들 평면 패턴 영상 간에 호모그래피(homography)로 카메라 교정을 하는 새로운 기법이 제안된다. 비교정 영상에서 3차원 재구성을 하려면 카메라 교정이 필수적이다. 제안된 방법은 대상 영상내에 존재하는 패턴 영상 간에 호모그래피를 계산함으로써, 3차원 재구성 시, 보다 쉽고 간단히 구현한다. 실험 결과는 제안된 방법(한 장내에 3장의 패턴영상 사용에 의한 카메라 교정법이 기존 방법(3장의 패턴영상 사용에 비해 매우 유용함을 확인한다. 또한, 비 교정 입력 영상에서 제안된 알고리즘을 이용한3차원 재구성의 예로 증명한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.499-508
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• 2023

본 논문에서는 3차원 공간 내에서 동일 평면 상에 존재하는 특징점들의 좌표를 추정하기 위한 기법을 제안한다. 제안된 방법은 카메라 영상만을 이용하여 3차원 공간 내에 존재하는 다수의 특징점들을 검출한 다음 동일 평면 상에 위치하지 않는 특징점들은 제거시킨다. 이를 위해서 3차원 공간 내의 평면 객체와 2차원 카메라 영상 평면 사이의 평면 호모그래피(homography) 관계를 추정한 다음 각 특징점들의 평면 객체 상에서의 역사영 오차를 계산하고 오차값이 기준 값보다 큰 특징점들은 좌표값 추정 과정에서 제외시킨다. 제안된 방법은 별도의 센서 또는 최적화 알고리즘 없이 카메라 영상으로부터 추정된 평면 호모그래피 만을 이용한다. 실험 결과를 통해서 초당 40프레임 이상의 처리 속도를 보인다는 것을 확인할 수 있었으며, 또한 RGB-D 카메라를 이용하는 경우와 비교해도 처리 속도에 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 제안된 방법은 검출되는 특징점의 수가 지속적으로 증가하는 조건에서도 처리 속도가 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.681-686
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• 2003

In this paper, we propose an algorithm to extract valid planar regions from stereo images for visual navigation of mobile robots. The algorithm is based on the difference image between the stereo images obtained by applying Homography matrix between stereo cameras. Illegal planar regions are filtered out by the use of labeling of the difference images and filtering of invalid blobs using the size of each blob. Also, illegal large planar regions such as walls are removed by adopting a weighted low-pass filtering of the difference image using the past difference images. The algorithms are experimented successfully by the use of stereo camera system built in a mobile robot and a PC-based real-time vision system.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권9호
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• pp.2299-2311
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• 2013

As portable multimedia devices become more popular and smaller, the use of portable projectors is also rapidly increasing. However, when portable projectors are used in mobile environments in which a dedicated planar screen is not available, the problem of geometric distortion of the projected image often arises. In this paper, we present a geometric image compensation method for portable projectors to compensate for geometric distortions of images projected on various types of planar or nonplanar projection surfaces. The proposed method is based on extraction of the two-dimensional (2D) geometric information of a projection area, setting of the compensation area, and prewarping using 2D homography. The experimental results show that the proposed method allows effective compensation for waved and arbitrarily shaped projection areas, as well as tilted and bent surfaces that are often found in the mobile environment. Furthermore, the proposed method is more computationally efficient than conventional image compensation methods that use 3D geometric information.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.31-40
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• 2006

본 논문에서는 걸음걸이 실루엣 영상을 이용한 걸음걸이 인식 방법을 제안한다. 걸음걸이 특징 정보는 걸음걸이의 방향 변화에 많은 영향을 받는다. 따라서 본 논문에서는 평면 호모그래피를 이용하여 실루엣을 고유시점으로 재구성함으로써 방향변화의 영향을 줄이고자 한다. 이때, 평면 호모그래피는 카메라 보정과 같은 복잡한 계산과정 없이 걸음걸이 시퀀스 정보만을 이용하여 추정된다. 동일인의 걸음걸이 실루엣이라 하더라도 배경 제거시의 에러 등으로 인해 공통적인 특성에서 벗어나는 영역이 존재한다. 각 개인의 동일 특성에서 벗어나는 특성을 분석하기 위하여, 본 논문에서는 주성분 분석 기법을 사용한다. 그러나 일반적인 패턴 분류에 적용되는 주성분 분석 기법과는 달리 본 논문에서는 공통적인 특성에서 벗어나는 정도의 판단과 그에 따르는 가중치 부여 기준으로써 사용한다. 실험결과 제안하는 걸음걸이 인식 기법은 걸음걸이 방향 변화에 강인하고, 분별력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제5권6호
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• pp.307-312
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• 2016

증강현실 분야에서 호모그래피(Homography)를 이용한 비마커 기반의 객체 추적 기술(Markerless tracking)은 카메라의 방향, 위치를 파악하여 실세계의 영상에 가상의 객체를 정확하고 자연스럽게 증강할 수 있는 기술이다. 이와 같은 호모그래피를 추정하기 위한 방법으로 RANSAC 알고리즘이 많이 사용되고 있으며, 최근 기존의 RANSAC 알고리즘에 제약 조건 문제(Constraint Satisfaction Problem)를 적용하여 정확도를 향상시키고, 처리시간을 줄인 CS-RANSAC 알고리즘에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 CS-RANSAC 알고리즘은 샘플링 단계에서 정확도가 낮은 호모그래피를 추정하게 하는 특징점이 선택되어 불필요한 연산으로 인해 알고리즘의 효율성이 저하되는 경우가 있다. 따라서 본 논문에서는 효과적인 평면 호모그래피 추정을 위한 CS-RANSAC 기반의 특징점 필터링 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 호모그래피 평가 단계에서 Symmetric Transfer Error로 정확도가 높은 호모그래피를 추정하게 하는 특징점인지를 평가하고 불필요한 특징점들을 다음 샘플링 단계에서 제외함으로써 정확도를 향상키고 처리시간을 줄였다. 제안하는 CS-RANSAC 기반의 특징점 필터링 방법의 성능평가를 위하여 제안하는 방법을 적용한 알고리즘과 기존의 RANSAC 알고리즘, CS-RANSAC 알고리즘의 수행시간과 오차율(Symmetric Transfer Error), 참정보 포함비율을 비교하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 방법이 기존 CS-RANSAC 알고리즘보다 수행시간이 평균적으로 약 5% 단축되었고 오차율은 약 14% 줄어들어 더욱 정확한 호모그래피를 추정 할 수 있게 되었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권3호
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• pp.27-33
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• 2012

텔레프레즌스(tele-presence)와 원격조정(tele-operation) 기술은 멀리 떨어진 사용자에게 몰입감이 높은(immersive) 장면이나 모바일 로봇 등의 제어 환경을 제공한다. 본 논문에서는 호모그래피(homography) 정보 기반의 카메라 추적기술을 이용한 텔레프레즌스 시스템이 제안된다. 먼저 카메라가 탑재된 HMD(head mounted display)를 착용한 사용자의 머리 움직임을 카메라 추적기술로 분석한다. 그리고 전방향(omni-directional) 카메라를 장착한 로봇으로부터 입력되는 파노라마 영상에서 사용자의 시야(field of view)에 해당하는 장면을 생성하여 HMD를 통해 디스플레이한다. 사용자의 움직임을 추정하는 과정에서 3차원 평면으로 구성된 공간의 호모그래피 정보를 이용하며, 실제로 측정된 3차원 데이터를 기준으로 마커기반의 ARToolkit을 이용하는 방법과 호모그래피 기반 방법의 정확도를 각각 비교하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-27
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• 2015

A conventional fire detection has been developed based on images captured from a fixed camera. However, It is difficult to apply current algorithms to a flying Quad-rotor to detect fire. To solve this problem, we propose that the fire detection algorithm can be modified for Quad-rotor using Ego-motion compensation. The proposed fire detection algorithm consists of color detection, motion detection, and fire determination using a randomness test. Color detection and randomness test are adapted similarly from an existing algorithm. However, Ego-motion compensation is adapted on motion detection for compensating the degree of Quad-rotor's motion using Planar Projective Transformation based on Optical Flow, RANSAC Algorithm, and Homography. By adapting Ego-motion compensation on the motion detection step, it has been proven that the proposed algorithm has been able to detect fires 83% of the time in hovering mode.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권1호
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• pp.155-170
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• 2020

Passive ranging is a critical part of machine vision measurement. Most of passive ranging methods based on machine vision use binocular technology which need strict hardware conditions and lack of universality. To measure the distance of an object placed on horizontal plane, we present a passive ranging method based on monocular vision system by smartphone. Experimental results show that given the same abscissas, the ordinatesis of the image points linearly related to their actual imaging angles. According to this principle, we first establish a depth extraction model by assuming a linear function and substituting the actual imaging angles and ordinates of the special conjugate points into the linear function. The vertical distance of the target object to the optical axis is then calculated according to imaging principle of camera, and the passive ranging can be derived by depth and vertical distance to the optical axis of target object. Experimental results show that ranging by this method has a higher accuracy compare with others based on binocular vision system. The mean relative error of the depth measurement is 0.937% when the distance is within 3 m. When it is 3-10 m, the mean relative error is 1.71%. Compared with other methods based on monocular vision system, the method does not need to calibrate before ranging and avoids the error caused by data fitting.