최근 대부분의 디지털 이미지 응용분야에서는 영상 처리 및 분석을 위해 고해상도 이미지나 비디오가 요구되고 있다. 한편, 일반적인 영상획득시스템으로부터 획득한 영상신호는 획득하는 과정에서 물리적 영향, 제조 기술의 한계 및 환경적인 영향 등으로 인하여 영상의 화질 저하를 가져온다. 이러한 문제를 해결하기위해 연구되고 있는 방법 중 하나인 초해상도 복원 기술은 동일한 물체를 촬영한 다수의 저해상도 영상으로 고해상도 영상을 만들어내는 영상복원기술이다. 본 논문에서는 S&A (Shift & Add) 방법에 POCS (Projection onto Convex Sets) 이론을 적용하여 기존의 방법보다 개선된 알고리즘을 제안한다. 기존의 알고리즘은 잡음에 약하다는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 제안한 방법에서는 복원단계에 사용되는 참조영상을 POCS이론에 적용하여 기존의 S&A방법과 결합하였다. 또한 광학적 왜곡에 해당하는 카메라 블러(blur) 연산자로 주파수 영역에서 BLPF (Butterworth Low-pass Filter)를 사용하여 기존방법의 문제점인 링잉현상을 해결하였다. 실험결과를 통해 잡음에 강하고 영상의 고주파영역을 향상시킨 제안한 초해상도 방법의 우수성을 확인하였고, 객관적 평가를 위해 기존의 방법과 PSNR (peak signal to noise ratio)을 비교하였다.
사회가 고도의 디지털 정보화 시대로 발전함에 따라 영상복원 등 디지털 영상처리 기술분야에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 임펄스 잡음에 훼손된 영상을 복원하는 대표적인 방법은 SM(standard median)필터, CWM(center weighed median)필터 등이 있지만, 이들은 잡음밀도가 낮은 영역에서는 우수한 잡음 제거 특성을 나타내고, 잡음밀도가 높은 영역에서는 잡음제거 특성이 미흡하다. 본 논문에서는 임펄스(Salt & Pepper) 잡음 환경에서 훼손된 영상을 복원하기 위해 훼손된 화소를 중심으로 하여 마스크를 확장 세분화하여 처리하는 영상복원 필터 알고리즘을 제안하였다. 그리고 제안한 알고리즘의 우수성을 입증하기 위해 PSNR(peak signal to noise ratio)을 판단의 기준으로 사용하였다.
최근 다양한 분야에서 영상매체의 사용 빈도가 증가함에 따라 신호처리의 중요성이 높아지고 있다. 하지만 송수신 과정에서 많은 종류의 잡음이 발생하며 신호의 정보에 영향을 미치고 있으며, 이러한 이유로 잡음 제거를 전처리 과정으로서 필수적으로 행한다. 본 논문에서는 임펄스 잡음과 AWGN이 혼합된 잡음을 제거하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 복합 잡음 환경에서 효율적인 잡음 제거를 위해 잡음 판단을 통해 영상 복원을 진행하며, 공간적 특성과 화소 변화를 고려하여 잡음을 제거한다. 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘은 기존 방법과 달리 두 잡음의 영향을 모두 최소화하여 잡음을 제거하여 우수한 잡음제거 특성을 나타내었으며, 객관적인 판단을 위해 PSNR 및 프로파일 등을 이용하여 비교 및 분석하였다.
The purpose of this study was to propose the utility which was evaluated the digital image processing and clinical application of the videodensitomery. The experiments were performed with IBM-PC/16bit-AT compatible, video camera(CCdtr55, Sony Co., Japan), an color monitor(MultiSync 3D, NEC, Japan) providing the resolution of 512×480 and 64 levels of gray. Sylvia Image Capture Board for the ADC(analog to digital converter) was used, composed of digitized image from digital signal and the radiographic density was measured by 256 level of gray. The periapical radiograph(Ektaspeed EP-21, Kodak Co., U. S. A) which was radiographed dried human mandible by exposure condition of 70 kVp and 48 impulses, was used for primary X-ray detector. And them evaluated for digitzed image by low and high pass filtering, correlations between aluminum equivalent values and the thickness of aluminum step wedge, aluminum equivalent values of sound enamel, dentin, and alveolar bone, the range of diffuse density for gray level ranging from 0 to 255. The obtained results were as follows: 1. The edge between aluminum steps of digitized image were somewhat blurred by low pass filtering, but edge enhancement could be resulted by high pass filtering. Expecially, edge enhancement between distal root of lower left 2nd molar and alveolar lamina dura was observed. 2. The correlation between aluminum equivalent values and the thickness of aluminum step wedge was intimated, yielding the coefficient of correlation r=0.9997(p<0.00l), the regression line was described by Y=0.9699X+0.456, and coefficient of variation amounting to 1.5%. 3. The aluminum equivalent values of sound enamel, dentin, and alvolar bone were 15.41㎜, 12.48㎜, 10.35㎜, respectively. 4. The range of diffuse density for gray level ranging from 0 to 255 was wider enough than that of photodenstiometer to be within the range of 1-4.9.
POS시스템에서 사용되는 바토드 심볼 판독을 위한 홀로곤 스캐너를 개발하였다. 제작된 시스템은 주사 광학부, 광 검출부, 비디오 신호 처리부, 그리고 전치 처리기로 구성되어 있으며, 기존의 다면경을 이용한 바코드 스캐너에 비하여 광학부가 간단하고 바코드 판도면에서 향상된 성능을 얻을 수 있었다. 위치가 변화된 바코드 라벨위에 이루어지는 고밀도 스캔 패턴을 모든 방향에서 판독하기 위하여 실시간으로 디코딩을 수행할 수 있는 새로운 로직을 제안하여 하드웨어와 클락 주파수를 줄임으로써 보다 효율적인 시스템을 구성하였다. 실험 결과, 제작된 시스템은 빠른 처리속도와 기울어진 심볼에 대해서도 좋은 판독율을 나타내었다.
본 논문은 컬러 영상에서 화염의 후보 영역을 검출하기 위해 화염의 온도 분포 특성을 이용하여 화염의 영역을 분할한다. 기존 화염 검출 알고리즘에서는 단순히 화염의 색상을 황색에서 적색사이를 화염 후보 영역으로 검출하여 많은 오검출을 포함한다. 하지만 실제 화재에서 화염은 백색에서 적색사이의 색상을 보이고 있고, 화염의 영역 위치에서 따라 서로 다른 색상을 보인다. 본 논문에서는 화염의 온도 분포에 따른 색상을 분리하여 오검출 요소를 최소화한다. 제안하는 방법은 화염의 온도 분포 특성을 표현할 수 있는 색상 모델을 찾고, 색상 모델의 값을 비선형 양자화 단계로 나누어 히스토그램으로 분석하여 화염 후보 영역을 결정한다. 제안된 방법은 기존의 수 작업한 결과와 비교하면 정합도가 71.8%가 되고, 비화염 화소의 비율은 기존의 방법 중 최대 비화염 화소 수와 비교하면 약 27배 개선된 성능을 확인하였다.
최근 4차 산업혁명의 영향과 통신매체의 발전으로 다양한 디지털 영상장비가 산업현장에서 사용되고 있다. 영상 데이터는 카메라와 센서로부터 취득되는 과정 및 송수신 과정에서 잡음에 훼손되기 쉬우며, 훼손된 영상은 시스템의 처리과정에 영향을 미치기 때문에 잡음제거가 필수적으로 선행되고 있다. 본 논문에서는 고밀도의 임펄스 잡음에 훼손된 영상을 복원하기 위해 가중치 그래프를 사용한 가중치 필터 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 영상의 필터링 마스크 내부의 화소값을 사용하여 가중치 그래프를 구하였으며, 최종 가중치를 필터링 마스크에 적용하여 영상을 복원하였다. 제안하는 알고리즘의 잡음제거 성능을 분석하기 위해 시뮬레이션을 진행하였으며, 확대영상 및 PSNR을 사용하여 기존 방법과 비교하였다. 제안한 알고리즘의 결과 영상은 고밀도 임펄스 잡음을 제거하며 우수한 성능을 보였다.
기존의 원영상 복원 기술은 주로 신호 처리 분야에서 영상의 형성(formation), 저장 및 통신상에서 발생되는 왜곡 현상을 복원하는 연구가 많이 이루어 졌다. 원 영상 복원과 관련된 기존의 연구는 블록 정합(block matching algorithm)을 이용한 원영상 복원 방법이 있다. 이 방법은 오 정합(incorrect matching)이 발생하기 쉽고, 오 정합 시 에러가 전파되는 문제점이 있다. 그리고 장면 전환이 2회 이상 발생될 경우 장면 전환 지점과 지점 사이의 복원이 불가능하다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 기존의 문제점들을 해결하기 위하여 확장적 블록 정합 방법(EBMA: Extended Block Matching Algorithm)과 영역 보상법(Region compensation method)을 이용한 원영상 복원 방법을 제안하고자 한다. 원영상 복원에 사용하기 위하여 비디오 사전 정보(장면 전환 정보, 카메라 모션 정보, 캡션 영역 정보)를 추출한다. 추출된 캡션 영역 정보를 이용하여 캡션 문자의 구성 요소 정보를 추출한다. 추출된 비디오 사전 정보를 이용하여 복원의 방향성을 결정하고, 복원의 방향성에 따라 문자의 구성 요소 단위로 확장적 블록 정합 방법과 영역 보상법을 이용하여 원영상 복원을 수행한다. 실험결과 확장적 블록 정합 방법은 빠른 물체의 움직임이나 복잡한 배경에 영향을 받지 않고 복원이 잘 되는 것을 알 수 있었다. 참조할 원영상이 없이 원영상 복원을 수행하는 영역 보상법의 복원 결과 또한 좋음을 볼 수 있었다.
움직임 추정은 영상 부호화 시스템에서 큰 비중을 차지하는 부분으로, 실시간 동작을 위해서는 효율적인 구조를 필요로 한다. 따라서 H.264 전체 시스템을 위한 움직임 추정기 블록의 구현은 부호화 과정을 고속으로 수행할 수 있도록 별도의 전용 하드웨어 모듈로 설계하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 많은 연산량을 효율적으로 줄일 수 있도록 병렬 처리를 바탕으로 움직임 추정 감지 블록, 41개의 SAD(Sum of Absolute Difference)값 계산 블록, 최소의 SAD값 계산과 움직임 벡터 생성 블록을 제안하고자 한다. 움직임 추정 감지 블록과 최소의 SAD값 계산기에서는 선계산(pre-computation) 방법을 적용함으로써, 입력 Switching Activity를 줄여 고속 구현이 가능하도록 하였으며, 움직임 추정 감지 블록과 41개의 SAD값 계산 블록에서 가장 많은 부분을 차지하는 가산기 구조를 일반적으로 사용되는 Ripple Carry Adder 대신에 Carry Skip Adder를 적용함으로써, Adder Tree 구조를 고속으로 처리할 수 있도록 하였다. 또한 외부에서 탐색 영역 제어와 같은 주요 변수를 쉽게 제어할 수 있도록 하여, 하드웨어 구조의 효율성을 높였다. 시뮬레이션 및 FPGA 검증 결과, 움직임 추정기의 임계 경로를 발생시키는 MED블록에서 일반적인 구조를 적용했을 때보다 19.89%의 Delay 감소 효과를 얻을 수 있었다.
몇 년 전 코로나가 발병하면서 화상 회의, 전자 문서 작업이 많아지게 되었고 이 때문에 현대인들의 하루 일과 중에서 컴퓨터 작업을 하는 비중이 증가하고 있다. 하지만 오랜 시간 동안 잘못된 자세로 컴퓨터 작업을 하는 사람들이 많아지게 되면서 시력 저하, 거북목증후군 환자들이 늘고 있다. 최근까지도 자세 교정을 위한 연구들이 많이 발표되고 있지만 대부분은 사용자가 장비를 착용하여 자세 교정을 해야 하므로 사용자가 불편함을 겪을 수 있다는 한계가 있다. 본 논문에서는 초음파 센서 장치를 이용하여 컴퓨터 모니터와 사람 사이의 최소 거리 접근을 방지하기 위한 자세 교정 센서 시스템을 제안한다. 그리고 이때 최소 거리 시 울리는 경고 알람 중 오류 알람을 최소화하는 알고리즘도 함께 제안한다. 이는 초음파 센서 장치를 이용하기 때문에 몸에 기기를 부착하지 않고도 자세 교정을 할 수 있으며 사용자의 불편함을 해소할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 실험 결과에서 거리 측정 시 발생한 잡음을 제거하여 오류 알람을 줄임으로써 정확도를 높일 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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