Scale Invariant Feature Transform (SIFT) is an effective algorithm in object recognition, panorama stitching, and image matching, however, due to its complexity, real time processing is difficult to achieve with software approaches. This paper proposes using a reconfigurable hardware processor with integer half kernel. The integer half kernel Gaussian reduces the Gaussian pyramid complexity in about half [] and the reconfigurable processor carries out a parallel implementation of a full search Fast SIFT algorithm. We use a low memory, fine grain single instruction stream multiple data stream (SIMD) pixel processor that is currently being developed. This implementation fully exposes the available parallelism of the SIFT algorithm process and exploits the processing and I/O capabilities of the processor which results in a system that can perform real time image and video compression. We apply this novel implementation to images and measure the effectiveness. Experimental simulation results indicate that the proposed implementation is capable of real time applications.
SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 알고리즘은 현재 비디오 감시카메라, 자율 주행시스템 등과 같은 영상 시스템에서 많이 사용되고 있다. SIFT 알고리즘에서 연산량과 연산시간이 가장 많이 필요한 부분이 descriptor의 sin/cos 함수를 연산하는 부분이다. 그러므로 본 논문에서는 SIFT 알고리즘에 사용되는 descriptor를 위한 sin/cos 함수를 하드웨어로 구현하였다. Verilog-HDL 언어를 사용하여 FPGA로 구현하고 그 성능을 분석한다. Xilinx Spartan 2E(XC2S200E-PQ208-6) 를 사용하여 구현하였을때, 149 Slices에 233 LUTs가 소모되었으며, 최대 주파수는 60.01MHz로 동작하였다. 또한 descriptor에 적용하여 소프트웨어와 비교 하였을 때 40배 정도의 빠른 성능 향상을 얻었다.
SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 알고리즘은 영상 데이터로부터 객체의 꼭지점이나 모서리와 같이 색상 성분의 차가 심한 영역에서 특징점을 찾아 벡터성분을 추출하는 알고리즘으로, 현재 얼굴인식, 3차원 객체 인식, 파노라마, 3차원 영상 복원 작업의 핵심 알고리즘으로 연구 되고 있다. 본 논문에서는 SIFT 알고리즘을 임베디드 환경에서 실시간으로 처리하기 위해 가장 연산량이 많은 특징점 위치 결정 단계를 Verilog HDL 언어를 이용하여 FPGA로 구현하고 그 성능을 분석한다. 하드웨어는 100MHz 클럭에서 $1,280{\times}960$영상기준 25ms, $640{\times}480$영상기준 5ms의 빠른 연산속도를 보인다. 그리고 Xilinx Virtex4 XC4VLS60 FPGA를 타겟으로 Synplify Pro 8.1i합성툴을 이용하여 합성시 약 45,792LUT(85%)의 결과를 나타낸다.
In multiple object tracking, accurate detection for each of objects that appear sequentially and effective tracking in complicated cases that they are overlapped with each other are very important. In this paper, we propose a multiple object tracking system that has a concrete detection and tracking characteristics by using multi-lateral histogram and SIFT feature extraction algorithm. Especially, by limiting the matching area to object's inside and by utilizing the location informations in the keypoint matching process of SIFT algorithm, we advanced the tracking performance for multiple objects. Based on the experimental results, we found that the proposed tracking system has a robust tracking operation in the complicated environments that multiple objects are frequently overlapped in various of directions.
In this paper, we propose a SIFT feature-based dynamic stitching algorithm for image calibration and correction of a 360-degree surround view system. The existing surround view system requires a lot of processing time and money because in the process of image calibration and correction. The traditional marker patterns are placed around the vehicle and correction is performed manually. Therefore, in this study, images captured with four fisheye cameras mounted on the surround view system were distorted and then matched with the same feature points in adjacent images through SIFT-based feature point extraction to enable image stitching without a fixed marker pattern.
Generally, algorithms for generating disparity maps can be clssified into two categories: region-based method and feature-based method. The main focus of this research is to generate a disparity map with an accuracy depth information for 3-dimensional reconstructing. Basically, the region-based method and the feature-based method are simultaneously included in the proposed algorithm, so that the existing problems including false matching and occlusion can be effectively solved. As a region-based method, regions of false matching are extracted by the proposed MMAD(Modified Mean of Absolute Differences) algorithm which is a modification of the existing MAD(Mean of Absolute Differences) algorithm. As a feature-based method, the proposed method eliminates false matching errors by calculating the vector with SIFT and compensates the occluded regions by using a pair of adjacent SIFT matching points, so that the errors are reduced and the disparity map becomes more accurate.
얼굴추적은 3차원 공간상에서 머리(head)와 안면(face)의 움직임을 추정하는 기술로, 얼굴 표정 감정인식과 같은 상위 분석단계의 중요한 기반기술이다. 본 논문에서는 AAM 기반의 얼굴추적 알고리즘을 제안한다. AAM은 변형되는 대상을 분할하고 추적하는데 광범위하게 적용되고 있다. 그러나 여전히 여러 가지 해결해야할 제약사항들이 있다. 특히 자체중첩(self-occlusion)과 부분적인 중첩, 그리고 일시적으로 완전히 가려지는 완전중첩 상황에서 보통 국부해에 수렴(local convergence)하거나 발산하기 쉽다. 본 논문에서는 이러한 중첩상황에 대한 AAM의 강인성을 향상시키기 위해서 SIFT 특징을 이용하고 있다. SIFT는 일부 영상의 특징점으로 안정적인 추적이 가능하기 때문에 자체와 부분중첩에 효과적이며, 완전중첩의 상황에도 SIFT의 전역적인 매칭성능으로 별도의 재초기화 없이 연속적인 추적이 가능하다. 또한 추적과정에서 큰 자세변화에 따른 움직임을 효과적으로 추정하기 위해서 다시점(multi-view) 얼굴영상의 SIFT 특징을 온라인으로 등록하여 활용하고 있다. 제안한 알고리즘의 이러한 강인성은 위 세 가지 중첩상황에 대해서 기존 알고리즘들과의 비교실험을 통해서 보여준다.
본 논문에서는 단일 카메라로부터 획득한 영상으로부터 물체의 3차원 윤곽선을 구성하는 방법을 제안한다. MOPS(Multi-Scale Oriented Patches) 알고리즘을 이용하여 물체의 대략적인 윤곽선을 검출하고 윤곽선 위에 분포한 특징점의 공간좌표를 획득한다. 동시에 SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 알고리즘을 통하여 물체의 윤곽선 내부에 존재하는 특징점 공간좌표를 획득한다. 이러한 정보를 병합하여 물체의 전체 3차원 윤곽선 정보를 구성한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 대략적인 물체의 윤곽선만 구성하기 때문에 빠른 계산이 가능하며 SIFT 특징점을 통해 윤곽선 내부 정보를 보완하기 때문에 물체의 자세한 3차원 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다.
Study that uses geometrical information in computer vision is lively. Problem that should be preceded is matching problem before studying. Feature point should be extracted for well matching. There are a lot of methods that extract feature point from former days are studied. Because problem does not exist algorithm that is applied for all images, it is a hot water. Specially, it is not easy to find feature point in endoscope image. The big problem can not decide easily a point that is predicted feature point as can know even if see endoscope image as eyes. Also, accuracy of matching problem can be decided after number of feature points is enough and also distributed on whole image. In this paper studied algorithm that can apply to endoscope image. SIFT method displayed excellent performance when compared with alternative way (Affine invariant point detector etc.) in general image but SIFT parameter that used in general image can't apply to endoscope image. The gual of this paper is abstraction of feature point on endoscope image that controlled by contrast threshold and curvature threshold among the parameters for applying SIFT method on endoscope image. Studied about method that feature points can have good distribution and control number of feature point than traditional alternative way by controlling the parameters on experiment result.
철도건널목에서 SIFT 기반의 알고리즘을 사용한 영상 안전감시 시스템을 구축하고 실험을 수행하여 실제 상황에의 적용가능성을 판별하고 테스트하였다. 이를 위해 영상 획득 이후의 관심 지역과 관심 영역 구분, 특징점의 추출에 따른 데이터 매칭을 단계적으로 진행하였다. 또한 실시간 상황에서 동작이 가능하도록 헤시안 방법을 사용한 특징점 추출 방법을 사용한 SIFT와 다른 알고리즘과의 성능을 시험하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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