• 제어로봇시스템학회지
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• 제2권6호
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• pp.21-29
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• 1996

본 논문의 구성은 2장에서는 밝기 분포로부터의 형상복구(Shape from shading)의 한 방법인 고전적인 Photometric stereo mehtod에 대해서 개략적으로 고찰해 보고 3장, 4장에서는 혼성반사모델(Hybrid reflectance model)을 기반으로 하는 2종류의 확장된 Photometric stereo 방법에 대해 설명하고, 각 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 2.5차원 및 3차원 형상으로 보이고 고찰한다. 5장에서는 결론 및 고찰에 대해서 언급하고 논문을 마친다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
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• pp.285-286
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• 2016

본 논문에서는 3D 콘테츠와 이를 가공하기 위한 기술로, 한 물체에 여러 방향으로 빛이 주어진 사진들을 이용하여 해당 물체의 3D shape를 재현해 낼 수 있는 Photometric Stereo에 대해 구현 및 테스트해 보고, 1개의 카메라를 사용하여 3D 콘텐츠를 구현해 낼수 있는 방안들에 대하여 살펴 본다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.111-119
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• 2013

This paper proposes one method on photometric stereo calibration using the constraint on light source directions in which the light sources have the unknown tilt and slant angles but the slant angles are the same. First, the constraint is analyzed based on the equation of linear ambiguity which leads to the conclusion that another constraint should be added to solve the calibration completely. Later, the combination of constraint on light source directions and the constraint that there exists at least six surface patches having known albedos is exploited to resolve the linear ambiguity up to an accurate and close-form solution. The effective performance of the proposed method is demonstrated through experiment results.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권6호
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• pp.27-34
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• 2011

본 논문에서는 스마트폰 단말기에 장착되어있는 카메라와 플래시를 이용한 photometric stereo 기반의 능동적 3차원 형상 취득 기법을 제안한다. 조명의 위치 변화에 따라 여러 장의 입력 영상을 취득하기 위헤 고정된 위치에서 영상을 취득하는 스마트폰 한 대와 위치를 변화시키며 조명을 투사하는 스마트폰 한 대를 이용하여 시스템을 구성한다. 우선 카메라 렌즈의 왜곡과 카메라 센서의 비선형성 반응함수에 의한 3차원 형상 취득의 오차를 줄이기 위해 카메라 보정을 수행한다. 또한 스마트폰 카메라간의 자세를 추정하기 위해 5-point 알고리즘을 적용한 후 이를 이용하여 광원의 방향 벡터를 추정한다. 그 후 취득된 영상과 추정된 광원의 방향 벡터를 이용하여 photometric stereo기법으로 3차원 형상을 취득한다. 실험결과 본 논문에서 제안하는 기법을 통하여 스마트폰이 저비용 고품질의 소형화된 3차원 카메라의 역할을 수행할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.459-464
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• 2015

An on-line quality control of hot steel products is one of the important issues in the steel industry because of cost minimization. In recent years, relative depth information of surface defects is increasingly required for strict quality control. In this paper, a 3D shape reconstruction scheme for defects on a hot steel surface based on a multi-spectral photometric stereo method is proposed. After simultaneously illuminating a hot steel surface by using vertical/horizontal linearly polarized lights of green and blue light sources, the corresponding 4 images are obtained. The photometric stereo method is then applied with the aid of a GPU (Graphic Processing Unit) to reconstruct the shape of the target surface based on these images. The proposed scheme was validated through experiments.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1061-1066
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• 2013

In the steel industry, the detection of tiny defects including its 3D characteristics on steel surfaces is very important from the point of view of quality control. A multi-spectral photometric stereo method is an attractive scheme because the shape of the defect can be obtained based on the images which are acquired at the same time by using a multi-channel camera. Moreover, the calculation time required for this scheme can be greatly reduced for real-time application with the aid of a GPU (Graphic Processing Unit). Although a more reliable shape reconstruction of defects can be possible when the numbers of available images are increased, it is not an easy task to construct a camera system which has more than 3 channels in the visible light range. In this paper, a new 6-channel camera system, which can distinguish the vertical/horizontal linearly polarized lights of RGB light sources, was developed by adopting two 3-CCD cameras and two polarized lenses based on the fact that the polarized light is preserved on the steel surface. The photometric stereo scheme with 6 images was accelerated by using a GPU, and the performance of the proposed system was validated through experiments.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권11호
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• pp.53-62
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• 1994

본 논문에서는 湖光立體視法(Photometric Stereo Method : PSM)을 적용하여 3차원 물체의 표면 방향정보를 추정할 때 조명원이 이상적인 평행광이 아닌 범용 조명환경인데서 기인한 표면 방향추정 오차의 해석 방법을 제시하였다. 제시한 방법에서는 원반 형태의 조사 대상 면을 포함한 조명환경에 대한 구체적인 모델링과 오차분포에 대한 직접적인 시뮬레이션을 통하여 오차해석을 하도록 하였다. 범용조명원은 beam angle을 갖는 점광원으로 가정하고, 조사 대상면에서의 밝기분포는 분산값이 변하는 가우스함수 형태로 모델링하였다. 설정된 조명 모델에서 분산을 여러값으로 변화시켜서 이에따라 PSM에서 나타나는 오차분포를 얻기 위한 목적으로, 임의의 세 방향으로 위치한 조사 대상면의 평균 밝기값을 계산하여 고정된 조명원의 위치벡터를 얻는 시뮬레이션 알고리듬을 제시하였다. PSM과 제안된 조명원의 위치추정 알고리듬 사이에는 상사관계(analogy)가 성립하기 때문에, PSM 적용시 비이상적인 조명모델에 의해 나타나는 물체표면방향 추정오차는 제시한 조명원 위치추정 시뮬레이션으로부터 직접적으로 구할 수 있다. 또한 설정된 조사대상면 모델과 같은 원방형태의 계측기구를 제작하여 임의의 방향벡터를 제공하도록 하고, 이를 측정과 시뮬레이션에 사용함으로써 오차해석과 보정을 체계적으로 수행할 수 있도록 하였다. 제시한 방법에 따라 방향 벡터를 제공하도록 하고, 이를 측정과 시뮬레이션에 사용함으로써 오차해석과 보정을 체계적으로 수행할 수 있도록 하였다. 제시한 방법에 따라 방향 벡터값들의 조합을 공간상에서 다양하게 변화시키면서, PSM에서 나타나는 방향추정 오차분포를 구하는 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션과 같은 방법으로 실측에 의한 방향추정 오차를 구하고 시뮬레이션에서 얻은 결과와 비교 검토하였다. 그 결과, 실제 측정실험에서 얻은 복합적인 오차중 상당부분은 비이상적인 범용조명원 모델로부터 기인한 것임을 확인할 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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• pp.816-820
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• 1990

This paper is pre-stage for getting EGI which can be used for modeling of an object. It discusses the construction of the vision processing system and its algorithm for getting needle diagram from tie object image. We realize the algorithm with monocular camera system, using Reflectance Map theory and photometric stereo method. We can calculate the surface normal at any point in the image if we take multiple images at the different lighting conditions. From the 3 images taken from different lighting conditions through the experiment, we get the needle diagrams of the sphere and the object. We confirm the validness of the surface, normal acquisition algorithm comparing the experimental needle diagram with the ideal one obtained from the surface normal of the known object.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.1132-1140
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• 1997

컴퓨터 버젼의 많은 용용 분야에서 매끄러운 표면으로부터 반사되어 발생하는 하이라이트는 물체의 오인식에 주요 원인으로 작용한다. 본 논문에서는 물체의 기하 학적인 구조에 의해 광원의 위치가 다르면 하이라이트 위치도 달라진다는 측광입체 시법의 원리를 이용하여 하이라이트를 검출하고 물체의 복원하는 효과긴알고리즘을 제안한다. 광원의 위치가 다르게 물체의 두 화상을 시분할로 입력받아 기준 화상과 참조 화상으로 정하고, 두 화상의 평균을 구해서 참조 화상의 밝기가 기준 화상과 같게 정규화한다. 두 화상의 농담 차이를 구하고 농담 차이 화상을 이치화하여 하이 라이트의 전반사 스파이크를 검출한 후, 전반사 스파이크 주위의 전반사 로브를 검출하고 물체로 복원한다. 본 논문에서는 제안하는 방법은 물체 표면의 특성에 관계 없이 금속체 및 절연체에도 적용할 수 있으며 배경의 밝기가 물체보다 밝은 경우에도 효과적으로 적용할 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.26-36
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• 1998

2차원 밝기 영상에서 3차원 정보를 얻는 문제는 컴퓨터 시각 연구에서 매우 중요한 분야를 차지하고 있다. 이러한 목적을 위해 먼저 2차원 영상을 취득할 때 카메라의 위치, 광원의 방향, 영상내 물체의 반사특성 등 본질적인 정보를 이용한다. 이중에서 물체의 표면 반사특성은 매우 중요한 단서가 된다. 과거에는 물체의 반사특성을 Lambertian 반사만을 전제하여 연구를 진행했지만 실세계의 물체는 대부분 Non-Lambertian 반사특성을 갖는다. 본 논문에서는 2차원 밝기 영상에서 물체의 반사특성을 해석하고, 반사특성 파라미터를 추정하여 물체의 형상을 복구하는 새로운 방법과 반사특성을 모르는 상황에서 신경회로망 학습에 의해 형상을 복구하는 방법을 제안한다. 물체의 반사특성은 전반사 성분과 난반사 성분을 함께 갖는 Non-Lambertian 면을 그 대상으로 하며, 이러한 반사특성은 전반사(Torrance-Sparrow) 모델과 난반사(Lambertian) 모델의 선형적인 합으로 설명될 수 있다. 본 논문에서 제안한 Photometric Matching은 주변 화소의 밝기 분포를 고려하여 참조영상과의 매칭을 통한 형상복구 알고리듬으로써 기존의 Photometric Stereo에 근본을 두고 있지만, 잡음 및 오차의 누적 정도가 향상되었다. 또한 물체의 반사특성을 모르는 상황에서 신경회로망 학습에 의한 형상복구방법을 제안한다. 이 방법은 역전파 학습알고리듬을 이용해 광원 방향에 따른 밝기값에 대해 면법선을 교사하여 형상을 결정한다.