• 제목/요약/키워드: Simulations of image distortion

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Photorealistic Ray-traced Visualization Process of an Aspherical Fresnel Mirror with Low Distortion

  • Hien Nguyen;Hieu Tran Doan Trung;Van Truong Vu;Hocheol Lee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제8권5호
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    • pp.493-501
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    • 2024
  • This study proposes an effective visualization method for image distortion in high-resolution, machinable Fresnel mirrors, which offer significant advantages over traditional convex mirrors by being thinner and lighter. While commercial optical design programs are excellent at optimizing aberrations, they have some limitations in visualizing images from complex optical configurations. Therefore, NXTM CAD software is employed to achieve photorealistic ray-traced visualization with high-fidelity image rendering due to its flexible two-dimensional and three-dimensional modeling environments. In comparative simulations with various mirror profiles, we identified an aspherical Fresnel mirror with a conic constant of k = -3 that can reduce distortion to 1.79%, according to Zemax OpticStudio® calculations. Finally, the NXTM software successfully validated the distortion image of our machinable aspherical Fresnel mirror design. Subsequent practical experiments validated the consistency between the predicted distortion and the actual visualization results. We anticipate that this specialized visualization technique holds the potential to radically transform the interactive design of optical systems that incorporate aspherical Fresnel mirrors.

자화율 차이로 인해 왜곡된 영상으로부터 금속 바늘의 위치 결정 (Determining the Location of Metallic Needle from MR Images Distorted by Susceptibility Difference)

  • 김은주;김대홍
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제14권2호
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    • pp.87-94
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    • 2010
  • 목적: 금속에 의한 영상 왜곡에 대한 정확한 계산하고 영상으로부터의 금속 물질의 위치 결정한다. 대상 및 방법: 주자기장과 일정 각도를 이루는 무한히 긴 비자성 금속 실린더에 대한 라플라스 방정식을 풀고, 이 결과를 이용하여 절편선택 경사자계와 주파수 부호화 경사자계에 의한 영상에 왜곡을 계산한다. 계산 결과를 바탕으로 하여 왜곡된 영상으로부터 원통형 보철물의 위치를 계산한다. 결과: Folded point와 금속 실린더의 중심 사이의 거리를 영상으로부터 측정하여 계산 결과와 비교한다. 측정 결과와 계산 결과 간의 퍼센트 오차는 한 경우를 제외하고 5% 이내였다. 결론: 금속 실린더가 자기장 하에 있을 때, 영상의 왜곡을 시뮬레이션 하였고, 이 기술은 생검술 또는 외과 수술 등을 자기공명영상법을 이용여 실시간 모니터링하는데 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

선택적 SOFM 학습법을 사용한 비선형 형상왜곡 영상의 복원 (Nonlinear shape resotration based on selective learning SOFM approach)

  • 한동훈;성효경;최흥문
    • 전자공학회논문지C
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    • 제34C권1호
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    • pp.59-64
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    • 1997
  • By using a selective learnable self-organizing feature map(SOFM) a more practical and generalized mehtod is proposed in which the effective nonlinear shape restoration is possible regardless of the existence of the distortion modelss. Nonlinear mapping relation is extracted from the distorted imate by using the proposed selective learning SOFGM which has the special property of effectively creating spatially organized internal representations and nonlinear relations of various input signals. For the exact extraction of the mapping relations between the distorted image and the original one, we define a disparity index as a proximal nmeasure of the present state to the final idealy trained state of the SOFM, and we used this index to adjust the training of the mapping relations form the weights of the SOFM. Simulations are conducted on various kinds of distorted images with or without distortion models, and the results show that the proposed method is very efficeint very efficient and practical in nonlinear shape restorations.

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GMDH 알고리즘에 의한 카메라 보정 모델의 비선형성 학습 (Learning the nonlinearity of a camera calibration model using GMDH algorithm)

  • 김명환;도용태
    • 센서학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.109-115
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    • 2005
  • Calibration is a prerequisite procedure for employing a camera as a 3D sensor in an automated machines like robots. As accurate sensing is possible only when the vision sensor is calibrated accurately, many different approaches and models have been proposed for increasing calibration accuracy. Particularly an important factor which greatly affects the calibration accuracy is the nonlinearity in the mapping between 3D world and corresponding 2D image. In this paper GMDH algorithm is used to learn the nonlinearity without physical modelling. The technique proposed can be effective in various situations where the levels of noises and characteristics of nonlinear distortion are different. In simulations and an experiment, the proposed technique showed good and reliable results.

화소 전압 보상 방법에 대한 Crosstalk 특성 시뮬레이션 (Simulations on Crosstalk of Pixel Voltage Compensation Methods)

  • 김태형;박재우;김진홍;최종선
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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    • pp.449-451
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    • 2000
  • Crosstalk is the primary cause of image distortion in active matrix liquid crystal displays (AMLCD). Crosstalk produces voltage errors that limit gray scale fidelity and consequently, degrades display resolution, contrast ratio, color fidelity, and image quality. In this study, crosstalk phenomena of some methods to compensate level shift voltages has been simulated. This will be contributed to find the way to design the excellent image quality of the TFT-LCDs.

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이미지 평가를 위한 픽셀 변화량과 포화 인지의 구조적 유사도 기법 (Structural Similarity Index for Image Assessment Using Pixel Difference and Saturation Awareness)

  • 정지수;김영진
    • 정보과학회 논문지
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    • 제41권10호
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    • pp.847-858
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    • 2014
  • 지금까지 최적의 인간 시각 만족을 위한 이미지 평가 기법 또는 도구 연구가 많이 이루어져 오고 있는데 SSIM(Structural SIMilarity) 및 이의 개선 기법들이 그 대표적인 예이다. 하지만 이들 기법은 여전히 다양한 이미지 종류 및 이미지 왜곡 종류에 대해 견실하게 대응하지 못하는 한계를 보이며 인간 시각 만족과의 괴리가 크게 존재하고 있다. 이 논문에서는 SSIM 및 개선된 SSIM 기법을 대상으로 집중적인 이미지 평가를 수행하였으며 각각의 함수에서의 관측된 이상 동작 내용에 대해서 원인을 분석하고 이를 보완 및 개선하는 새로운 이미지 평가 기법을 제시한다. 또, 기법에 대한 다양한 이미지 평가 실험을 통해서 제안 기법이 SSIM과 이의 기존 개선 기법보다 여러 이미지 종류와 왜곡 종류에 대해서 인간 시각 만족을 견실하고 일관성 있게 효과적으로 표현하고 있음을 보인다.

JPEG-2000 부분 엔트로피 복호화에 의향 질감 영상 데이터베이스 검색 (Texture Image Database Retrieval Using JPEG-2000 Partial Entropy Decoding)

  • 박하중;정호열
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권5C호
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    • pp.496-512
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    • 2007
  • 본 논문에서는 엔트로피 복호화 과정을 부분적으로 수행하여 특징 벡터를 구성하는 새로운 JPEG-2000 압축 영상 검색 시스템을 제안한다. 제안하는 방법은 JPEG-2000 엔트로피 부호화 과정을 통해 발생하는 다양한 문맥 정보를 이용한다. 엔트로피 부호화 기술은 주위 인접한 웨이블릿 계수들의 부호 및 중요 상태 계수의 구조적인 패턴을 분석하여 세 가지의 부호화 패스 및 네 가지의 부호화 기술을 통해 총 19가지의 문맥 정보를 발생한다. 문맥 정보는 산술 부호화 과정에서 부호화 하는 심벌의 확률을 예측하기 위한 모델을 제공한다. 그리고 문맥 정보는 영상의 국부적인 특징을 서술 할 수 있기 때문에 다양한 패턴 특성을 나타내는 질감 영상을 효율적으로 정의할 수 있다. 또한 제안하는 알고리즘은 JPEG-2000 압축 영상에서 복호화 과정을 부분적으로 수행하기 때문에 영상 검색을 수행하기 위한 검색 시간에서 뛰어난 성능을 나타낼 수 있다. 실험을 위해 MIT VisTex 질감 영상을 이용하여 다양한 왜곡 영상 및 유사 영상 데이터베이스를 구성하였으며 기존 검색 알고리즘을 구현하여 제안하는 검색 시스템과 비교 및 평가한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 기존 검색 방법보다 검색 성능에서 뛰어날 뿐만 아니라 검색 시간에서도 많은 이득을 얻을 수 있다.

계수분할을 이용한 개선된 워이블릿 패킷 영상 부호화 알고리듬 (An Enhanced Wavelet Packet Image Coder Using Coefficients Partitioning)

  • 한수영;김홍렬;이기희
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.112-119
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    • 2002
  • 본 논문에서는 계수분할을 이용한 개선된 웨이블릿 패킷 영상 부호화 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 전체 압축시간을 단축을 위해 엔트로피를 이용하여 영상을 웨이블릿 패킷 분할하고, 부대역간 상관성을 이용하여 계수들을 제로트리 방식으로 부호화하여 비트율 및 왜곡 성능을 개선한다. 영상 복원시 오차 감소를 위해 각 주파수 부대역간의 상관성을 이용하여 새로운 부모-자식노드 관계를 추출하고, 이를 이용하여 계수들에 대한 부호화 순서를 결정한다. 컴퓨터 모의실험을 통해 제안된 웨이블릿 패킷영상 부호화 알고리듬에 대한 성능 평가를 위해 텍스처 이미지에 대해 기존의 알고리듬과 비트율과 제곱오차에 대한 비교 평가하였으며, 비트율 및 왜곡 성능이 개선되었음을 확인하였다.

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조건부 엔트로피 제한 벡터 양자화를 이용한 영상 부호화 (Image Coding using Conditional Entropy Constrained Vector Quantization)

  • 이승준;서용창;이충웅
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권11호
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    • pp.88-96
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    • 1994
  • 벡터 양자화를 이용하여 영상신호를 압축하는 경우, 원 영상을 복원하기 위하여 복호기쪽에 어야 하는 인덱스들 사이에는 높은 상관성이 존재하며, 이러한 높은 상관성을 인덱스의 부호화에 이용하면 보다 높은 부호화 효율을 얻을 수 있다. 본 논문에서는, 각 인덱스들을 이전 인덱스의 값에 따라 적응적으로 부호화하는 조건부 엔트로피 부호화를 도입하고, 이 경우 벡터 양자기를 최적화하는 방법을 제안한다. 즉, 조건부 엔트로피 부호화를 도입하는 경우 각 입력벡터당 평균 비트수는 조건부 엔트로피에 근접한다는 사실을 유용하여, 조건부 엔트로피를 제한한 상태에서 평균 왜곡을 최소화 하도록 VQ 부호책을 구성함으로써 최적화 과정이 이루어진다. 또한, 이와 같이 각 입력벡터의 양자화 결과가 다음 입력벡터의 인덱스를 부호화하는데 영향을 미치는 경우, 장시간(long term)의 관점에서 최적인 인덱스열을 찾기 위해 우리는 비터비 탐색 방법을 도입한다. 영상 모의 실험을 통해, 제안하는 방법이, 구획간의 상관성을 이용하지 않는 기존의 엔트로피 제한 벡터 양자기에 비해 같은 비트율에서 약 1.0~3.0 dB 높은 PSNR을 나타냄을 알 수 있었다.

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새로운 정전용량 계산식물 이용한 대면적 .고화질 TFT-LCD의 화소 특성 시뮬레이션 (Simulations of Pixel Characteristics for Large Size and High Qualify TFT-LCD using a new sophisticated Capacitance Formulas)

  • 윤영준;정순신;김태형;박재우;최종선
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.613-616
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    • 1999
  • An active-matrix LCD using thin film transistors (TFTs)has been widely recognized as having potential for high-quality color flat-panel displays. Pixel-Design Array Simulation Tool (PDAST) was used to profoundly understand the gate signal distortion and pixel charging capability, which are the most critical limiting factors for high-quality TFT-LCDs. Since PDAST can simulate the gate data and pixel voltages of a certain pixel on TFT array at any time and at any location on an array, the effect of the new set of capacitance models on the pixel operations can be effectively analyzed, The set of models which is adopted from VLSI interconnections calculate more precise capacitance. The information obtained from this study could be utilized to design the larger area and finer image quality panel.

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