흐릿함 농도 평가기를 이용한 국부적 안개 제거 방법

이승민,강봉순,Lee, Seungmin,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회논문지 Vol.26 No.10

안개는 매우 작은 물방울이 대기 중에 떠돌아다니는 국지적인 기상현상으로 지역에 따라 안개 양과 특성이 다를 수도 있다. 특히 이러한 안개로 인해 가시거리가 줄어들어 항공 교통 방해와 차량 교통사고를 유발할 수 있으며, 보안용 CCTV 등 의 화질을 저하시킨다. 따라서 최근 10년간 안개로 인한 피해를 줄이기 위해 안개제거 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 안개가 없을 경우, 안개가 고르게 분포한 경우, 그리고 안개가 국지적으로 다른 경우에 적응적으로 대응할 수 있도록 흐릿함 농도 평가기를 이용한 가중치 생성을 통해 국부적인 안개 제거를 수행한다. 그리고 입력 영상에 안개가 있다고 가정하고 안개를 제거하는 기존의 정적인 방식의 안개제거 방법의 한계점을 개선시킨다. 또한 벤치마크 알고리즘과의 정량 및 정성적 성능 평가를 통해 제안하는 방법의 우수성을 증명한다. Haze is a local weather phenomenon in which very small droplets float in the atmosphere, and the amount and characteristics of haze may vary depending on the region. In particular, these haze reduce visibility, which can cause air traffic interference and vehicle traffic accidents, and degrade the quality of security CCTVs and so on. Therefore, in the past 10 years, research on haze removal has been actively conducted to reduce damage caused by haze. In this study, local haze removal is performed by weight generation using a haziness degree evaluator to adaptively respond to haze-free, homogeneous haze, and non-homogeneous haze cases. And the proposed method improves the limitations of the existing static haze removal method, which assumes that there is haze in the input image and removes the haze. We also demonstrate the superiority of the proposed method through quantitative and qualitative performance evaluations with benchmark algorithms.

Digital Signal Processor를 이용한 실시간 전력 요소와 왜율 측정 시스템 설계

김근준,강봉순,kim, Geun-Jun,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.7

전력은 현대 사회를 구성하는데 있어 필수적인 자원이다. 최근, 전력에 대한 수요가 급격하게 증가하였으며 전력 수요 증가는 전력 품질의 저하를 야기하였다. 현대 사회에서 전력 품질은 일반 가정과 산업 전반에 걸쳐 큰 문제를 일으킬 수 있는 중요한 요소가 되었다. 전력 품질 문제를 예방하기 위해서는 전력 품질에 대한 계측과 초기 대응이 중요하다. 본 논문에서는 실시간으로 전력 품질을 계측하고 고조파를 분석하여 모니터링 할 수 있는 시스템 제안한다. 마이크로칩의 dsPIC33FJ256GP710A칩을 이용한 DM240001보드를 이용하여 최대 3상 3선에 해당하는 배선 방식의 전력 품질을 계측하는 시스템을 설계하였고, 계측 알고리즘의 최적화로 전력 품질의 순간적인 변화를 측정할 수 있도록 하였다. 또한, 최대 31차에 해당하는 고조파들에 대하여 전압과 전류의 왜율과 수요 전류 왜율에 대해서도 측정 가능하도록 설계하였다. Electrical energy is the essential resource for modern society. Recently, the demand for power was significantly increased. Increase of power demand has lead to a decrease in the power quality. Power quality in modern society has been an important factor that can cause a major problem throughout the home and general industry. Therefore, we need a system for preventing the power quality problems. To avoid power issues, it is important that the measurement of the power quality and initial response. In this paper, we propose real-time power quality measurement system and harmonics monitoring system. We design the system using DM240001 board include dsPIC33FJ256GP710A of microchip. This system can adapt three-phase three-wire system. And optimized the algorithm, we can measure momentary changes of the power system. In addition, designed system can measure harmonics distortion like to VTHD, ITHD and ITDD for 31th harmonics.

영상 품질 향상을 위한 색 사상 기반 실시간 광역역광보정 알고리즘의 하드웨어 설계

김근준,강봉순,Kim, Geun-Jun,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.2

영상의 화질을 개선하는 방법은 색 사상 방법과 레티넥스 방법으로 나누어진다. 색 사상 방법의 대표적인 예는 히스토그램을 기반으로 영상의 화질을 개선하는 방법이다. 본 논문에서는, 영상 품질 향상을 위한 색 사상 기반 실시간 광역역광보정 알고리즘의 하드웨어 설계를 제안한다. 제안하는 방법은 영상을 밝기 영역과 색 영역으로 나눈 후, 밝기 영역의 변화량을 기초하여 색 영역을 개선한다. 또한, 고품질의 영상을 원하는 흐름에 맞추어, 12bit로 확장된 신호를 사용하며, 기존의 8bit 신호와도 호환이 가능하게 설계하였다. 시뮬레이션 결과로 영상의 화질의 개선됨을 확인 하였으며, 하드웨어 설계 결과 최대 138.26MHz로 실시간 동작이 가능함을 확인하였다. Method for improving the image quality are divided into a tone mapping method and a retinex theory based method. Typical example of the image quality enhancement method using tone mapping method is one using image characteristics like histogram. In this paper, we propose a hardware design of real-time wide dynamic range algorithm based on tone mapping method for image quality enhancement. The proposed method divides the image into the luminance and chroma components and then improves the chroma region based on the variation of the luminance component. Adding to that, it is designed to be compatible with the existing 8-bit signal, using high quality image with 12-bit extended signal according to the desired flow. As a result of simulation, it is confirmed that the image quality is improved, and the hardware design is confirmed that the real-time operations is possible at the maximum frequency at 138.26MHz.

Numerical modeling of defects nucleation in the liquid crystal devices with inhomogeneous surface

이기동,강봉순,Lee Gi-dong,Kang Bongsoon The Korea Institute of Information and Commucation 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.8

액정 디스플레이 소자의 디렉터 내에서 결점을 모델링 할 수 있는 fast Q-텐서법을 이용하여 불균일한 표면에서 발생할 수 있는 결점의 발생과 움직임에 대한 모델링을 하였다. 결점을 모델링하기 위하여 $1{\mu}m$ 단차의 전극을 가진 수직배향셀을 이용하였다. 모델링을 통하여 단차에서 발생하는 액정 디렉터 내에서의 결점의 발생과 결점선을 확인할 수 있었으며 이러한 결과는 실험을 통하여 확인하였다. We model the nucleation and motion of defects in the liquid crystal display device with inhomogeneous surface by using fast Q-tensor method, which can calculate scalar order parameter S and nucleation of the defect in the liquid crystal director field. In order to model the defect, homeotropic aligned liquid crystal cell with step inhomogeneous electrode which has a height of $1{\mu}m$ is used. From the simulation, we can observe the nucleation and line of the defect from surface inhomogeneity and the experiment is performed for confirmation.

개별 전로 전력 계측을 위한 디지털 신호처리 프로세서 기반 전력 관제 시스템의 제작 및 평가

김근준,강봉순,Kim, Geun-Jun,Kang, Bongsoon 한국전기전자학회 2018 전기전자학회논문지 Vol.22 No.3

사회의 발달로 인하여 전력에 대한 수요가 증가함과 동시에 전력의 품질 관리가 중요한 문제로 부상하였다. 이러한 전력관리를 효율적으로 수행하기 위하여 본 논문에서는 다선로 전력 계측을 위한 DSP 기반 전력 측정 시스템을 제안한다. 종래의 전력 계측 시스템이 하나의 선로의 전력만을 측정 할 수 있었기 때문에, 개별 선로에 대한 전력 품질 측정을 위해서는 선로마다 전력 품질 측정 장치가 필요로 하였으며 이는 비용적인 문제로 인하여 시스템의 실제 구현이 불가능한 구조였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 디지털 신호 처리 알고리즘을 이용하여 최대 12개소의 전력 품질을 실시간 계측 할 수 있는 시스템을 제안하며, 이를 토대로 한 시제품을 한국전기연구원의 공인시험 성적서를 통하여 그 성능을 평가 받았다. 성능 시험결과 정밀 계측의 오차 범위 ${\pm}0.3%$의 우수한 성능임을 평가 받았다. Due to the development of society, the demand for electric power has increased and the quality control of electric power has become an important issue. In order to efficiently perform such power management, we propose a DSP based power measurement system for multi-wire power measurement. Since the conventional power measurement system can measure only the power of one line, a power quality measurement device is required for each line in order to measure the power quality of the individual line. Respectively. The system proposed in this paper proposes a system capable of real-time measurement of power quality at up to 12 points using digital signal processing algorithm, and the prototype based on this system was evaluated through the official test report of Korea Electrotechnology Research Institute. As a result of the performance test, it was evaluated that the error range is excellent at ${\pm}0.3%$.

다중 바코드 영역을 가지는 영상에서 지역적 픽셀 방향성을 이용한 바코드 관심 영역 추출 방법

조호상,강봉순,Cho, Hosang,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.9

본 논문에서는 공장 자동화를 위한 신뢰성 높은 바코드 관심영역 추출 방법을 제안한다. 방향성분 추출 및 검출할 바코드의 특성을 이용하여 배경을 분리한다. 관심영역 후보 영상의 blur, 회전, 유사영역등으로 인한 문제점을 분석하여 후보정하는 작업을 수행한다. 또한 빠른 연산 속도를 위해 resizing factor를 사용하여 영상 resizing 연산을 통한 빠른 연산이 가능하도록 하였다. 다양한 자동화 환경에 적용 가능한 연배열과 같이 다수의 제품이나 바코드가 입력 영상에 촬영되고 촬영 거리가 최대 80cm 임에도 높은 추출 성공률이 가능도록 하였다. 다양한 거리에서 촬영된 영상을 시뮬레이션 한 결과 관심영역 검출률은 100%, 후보정 성공률은 99.3%인 것을 확인하였다. In this paper presents a method of extracting reliable and regions of interest (ROI) in barcode for the purpose of factory automation. backgrounds are separated based on directional components and the characteristics of detected patterns. post-processing is performed on candidate images with analysis of problems caused by blur, rotation and areas of high similarity. In addition, the resizing factor is used to achieve faster calculations through image resizing. The input images contained multiple product or barcode for application to diverse automation environments; a high extraction success rate is accomplished despite the maximum shooting distance of 80 cm. Simulations involving images with various shooting distances gave an ROI detection rate of 100% and a post-processing success rate of 99.3%.

효율적인 컴퓨터 비전 시스템을 위한 깊이 영상 안정화 방법의 하드웨어 구현

김근준,강봉순,Kim, Geun-Jun,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.8

깊이 영상에 대한 접근성이 용이해지면서 다양한 연구 분야에서 깊이 센서를 활용하고 있다. 컴퓨터 비전의 모션인식 분야에서도 깊이 영상을 이용한 연구들이 진행되고 있다. 모션을 정확히 인식하기 위해서는 안정적인 데이터를 활용할 수 있어야 하지만 깊이 센서는 노이즈를 포함한다. 이러한 노이즈는 모션 인식 시스템의 성능에 영향을 줄 수 있기 때문에 효과적으로 노이즈를 억제하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 하드웨어를 사용하여 깊이 센서에서 입력되는 깊이 영상에 시간 영역과 공간 영역에서 안정화를 수행함으로써 깊이 영상을 안정화하는 하드웨어를 제안한다. 바닥 제거 알고리즘에 깊이 영상 안정화를 적용하여 노이즈를 억제한 깊이 영상 안정화가 시스템의 신뢰도 향상에 기여할 수 있음을 확인하고 구현한 하드웨어를 FPGA와 APU를 이용해 실시간 동작을 확인하였으며 설계한 하드웨어는 최대 202.184MHz에서 동작할 수 있다. Increasing of depth data accessibility, depth data is used in many researches. Motion recognition of computer vision also widely use depth image. More accuracy motion recognition system needs more stable depth data. But depth sensor has a noise. This noise affect accuracy of the motion recognition system, we should noise suppression. In this paper, we propose using spatial domain and temporal domain stabilization for depth image and makes it hardware IP. We adapted our hardware to floor removing algorithm and verification its effect. we did realtime verification using FPGA and APU. Designed hardware has maximum frequency 202.184MHz.

Poly Phase Filter 기반의 영상 스케일러를 이용한 개선 된 정맥 영역 추출 방법

김희경,이승민,강봉순,Kim, HeeKyung,Lee, Seungmin,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.5

생체 인식 방식 중 하나인 지문 인식과 홍채 인식 등은 태양광과 같은 외부 요소에 쉽게 영향을 받는다. 따라서 최근에는 생체 내부의 특징을 이용하는 방법으로 지정맥 인식을 이용하고 있다. 정확한 정맥 인식을 위해서는 정맥 영역과 배경 영역을 확실하게 분리하는 것이 중요하다. 하지만 입력 영상에 포함 된 불균일한 조명 성분의 영향으로 정맥 영역과 배경 영역을 분리하는 것이 어려웠기 때문에 입력 영상의 조명 성분을 정규화 시킨 후 정맥 영역과 배경 영역을 분리 할 수 있는 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 기존의 조명 정규화 방법을 바탕으로 영상 스트레칭 과정이 포함 된 영상의 전처리 단계와 이진화, 레이블링 방법을 개선하여 기존의 정맥 인식 기법에 비해 더 나은 질적 개선을 이루고 처리 속도를 향상 시킬 수 있는 방법을 제안한다. Fingerprint recognition and iris recognition, which are one of the biometric methods, are easily influenced by external factors such as sunlight. Recently, finger vein recognition is used as a method utilizing internal features. However, for accurate finger vein recognition, it is important to clearly separate vein and background regions. However, it is difficult to separate the vein region and background region due to the abnormalized illumination, and a method of separating the vein region and the background region after normalized the illumination of the input image has been proposed. In this paper, we proposed a method to enhance the quality improvement and improve the processing time compared to the existing finger vein recognition system binarization and labeling method of the image including the image stretching process based on the existing illumination normalization method.

블러와 조명 변화에 강인한 k-means 클러스터링 기반 고속 바코드 정보 추출 방법

김근준,조호상,강봉순,Kim, Geun-Jun,Cho, Hosang,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.1

In this paper presents Robust k-means clustering-based high-speed bar code decoding method to blur and lighting. for fast operation speed and robust decoding to blur, proposed method uses adaptive local threshold binarization methods that calculate threshold value by dividing blur region and a non-blurred region. Also, in order to prevent decoding fail from the noise, decoder based on k-means clustering algorithm is implemented using area data summed pixel width line of the same number of element. Results of simulation using samples taken at various worst case environment, the average success rate of proposed method is 98.47%. it showed the highest decoding success rate among the three comparison programs. 본 논문에서는 블러와 조명 변화에 강인한 바코드 디코딩 방법을 제안한다. 제안하는 디코딩 방법은 블러에 강인 디코딩과 빠른 연산속도를 위해 블러 영역과 비블러영역을 나누어 임계값을 연산하는 부분 지역 임계값 이진화 방법을 사용하였다. 또한 노이즈 데이터에 의한 인식 실패를 막기 위해서 동일한 엘리먼트 개수를 가지는 라인의 픽셀 너비를 모두 합한 면적 데이터를 이용하여 군집분류를 수행하는 k-means 알고리즘 기반의 디코더를 구현하였다. 다양한 악조건 환경에서 촬영된 샘플을 이용하여 실험 결과, 평균 98.47%로 높은 성공률을 보였으며 3개의 비교 프로그램 보다 성공률이 높았다.

매트릭스 패턴 영상의 관심 영역 추출 방법 및 하드웨어 구현

조호상,김근준,강봉순,Cho, Hosang,Kim, Geun-Jun,Kang, Bongsoon 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.4

본 논문에서는 기존의 터치 센서방법과 초음파나 레이저를 사용하는 방법이 아닌 디스플레이에 프린트된 매트릭스 패턴 영상을 이용하여 위치 정보를 추출하는 시스템의 패턴 영상의 특징점을 찾고 관심 영역의 영상을 추출하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 패턴 영상의 조도값과 패턴의 특징을 이용하여 촬영된 영상의 회전된 각도와 신뢰성 있는 특징점을 찾고 관심영역을 추출한다. 성공적인 관심 영역 추출을 위해서 다양한 각도에서 판서된 패턴영상을 이용하여 위치 관심영역 추출을 테스트하였고 성공적으로 관심영역을 추출하는 것을 확인하였다. 제안한 알고리즘은 OpenCV와 Window 프로그램을 사용하여 소프트웨어적으로 검증하고, 또한, Verilog-HDL을 사용하여 하드웨어 시스템을 설계하고, Xilinx FPGA(xc6vlx760) 보드를 이용하여 검증하였다. This paper presents the region of interest pattern image extraction method on a display printed matrix pattern. Proposed method can not use conventional method such as laser, ultrasonic waves and touch sensor. It searches feature point and rotation angle using luminance and pattern reliable feature points of input image, and then it extracts region of interest. In order to extract region of interest, we simulate proposed method using pattern image written various angles on display panel. The proposed method makes progress using the OpenCV and the window program, and was designed using Verilog-HDL and was verified through the FPGA Board(xc6vlx760) of Xilinx.