크기가변 확대 기법 기반의 컴퓨터적 집적 영상 방법을 이용한 3D 영상의 해상도 개선

신동학,유훈,Shin, Dong-Hak,Yoo, Hoon 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.12

본 논문에서는 3D 영상의 해상도 개선을 위한 크기가변 확대 기법 기반의 컴퓨터적 집적 영상 재생 방법을 제안한다. 먼저 컴퓨터적 집적 영상 재생 방법에서 요소 영상 사이의 간섭 문제를 설명한다. 큰 확대개수는 요소 영상의 확대 중첩 과정에서 큰 간섭을 야기하여 재생 3D 영상의 해상도를 저하시킨다. 이 간섭 문제를 극복하기 위해서 최소 확대 계수를 계산하는 방법을 제안한다. 새로운 최소 확대 계수는 해상도가 향상된 3D 영상을 제공하며, 제안하는 방법은 기존의 방법보다 계산량이 작다. 제안하는 방법의 유용함을 보이기 위해서 컴퓨터 복원 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다. In this paper, we propose a computational integral imaging reconstruction (CIIR) method based on scale-cariant magnification technique for resolution-enhanced 3D images. First, we introduce an interference problem among elemental images in CIIR. Magnification by a large factor causes inference among elemental images when they are applied to the superposition process. Thus, the resolution of reconstructed images is limited. To overcome the interference problem, we propose a method to calculate a minimum magnification factor while CIIR is still valid. Magnification by a new factor enables the Proposed method to reconstruct resolution-enhanced images. In addition, the computational load of the proposed method is less than that of the previous method. To confirm the feasibility of the proposed method, some experiments are carried out and the results are presented.

전방향 커브형 집적 영상에서의 요소 영상의 제작 방법

신동학,조병철,김은수,Shin Dong-Hak,Cho Byung-Chul,Kim Eun-Soo 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.5

최근 시야각 개선을 위한 다양한 커브형 집적 영상 시스템이 연구되어 왔지만, 광학적 구현에 있어서 한축으로만 제한되었다. 본 논문에서는 기존의 집적 영상 시스템에서 큰 구경의 렌즈를 추가적으로 사용하여 구현되는 전방향 커브형 집적 영상 시스템을 제안하고, 제안하는 시스템에서의 요소영상을 제작하는 방법을 설명한다. 제안한 시스템은 모든 방향에 대해서 커브 효과를 제공할 수 있고, 단순한 시스템의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. 전방향 커브형 집적 영상 시스템에 대해서 John 행렬을 도입한 기하광학적 분석을 수행하고, 이를 이용하여 새로운 요소 영상을 제작하였다. 제작한 요소영상의 성능을 확인하기 위해서 기초적인 광학적 실험을 수행하고, 그 실험 결과를 보고한다. Recently various types of curved integral imaging system have been reported for improvement of viewing angle. However, the optical implementation has been limited to only unidirectional system. In this paper, we propose a curved integral imaging (CII) system with additional use of a large-aperture ten in conventional II system and explain a generation scheme of elemental images in the proposed system. The proposed system provides full-directional curvature effect and has simple structure due to the use of well-fabricated flat devices. For the full-directional-curved II system, we perform my analysis based on Johns matrix and synthesize novel elemental images. To show the usefulness of synthesized elemental images, preliminary experiments were performed and some experimental results were presented.

렌즈배열 모델을 적용한 3차원 집적영상 기술에서의 컴퓨터적 시점 재생 방법

신동학,권영만,김은수,Shin, Dong-Hak,Kwon, Young-Man,Kim, Eun-Soo 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.10

본 논문에서는 3차원 집적 영상 기술에서 렌즈배열 모델을 적용하여 컴퓨터적으로 해상도가 개선된 3차원 영상을 재생하는 방법을 제안하고, 그 성능을 분석한다. 기존의 보고된 컴퓨터 적 시점 재생 방법은 핀홀 배열 모델에 기초하지만, 제안하는 방법은 렌즈 배열 모델을 적용하기 때문에 동일한 요소영상에서 다수의 픽셀을 추출하여 높은 해상도를 얻을 수 있다. 제안한 방법의 유용함을 보이기 위해 기초적인 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다. In this paper, we propose a method to reconstruct resolution-improved 3D images computationally based on lenslet array model in integral imaging technique and analyze its performance. While conventional view-point reconstruction method has low resolution based on pinhole array model, the proposed method can obtain resolution-improved 3D images because of extracting multiple pixels from elemental images by use of lenslet way model. To show the usefulness of proposed method, we perform computational experiments and present its results.

평면기반 컴퓨터 집적 영상 재생 방법에서 3차원 영상의 해상도 개선

신동학,Shin, Dong-Hak 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.10

본 논문에서는 3차원 집적 영상 기술에서 렌즈 모델에 기초하여 3차원 물체에 대한 새로운 평면기반 컴퓨터 재생 방법을 제안한다. 제안하는 방법에 대해서 여러 시험 영상에 대해서 컴퓨터 실험을 수행하여 재생된 영상에 대한 해상도를 분석하고 기존의 방법에 의한 결과와 비교를 하였다. 실험 결과로부터 제안하는 방법을 사용함으로써 재생되는 3차원 영상의 해상도가 향상됨을 보였다. In this paper, a new plane-based computational reconstruction technique for three-dimensional (3D) objects in 3D internal imaging based on a lens model is proposed. For the proposed technique, computational experiments have been carried out for various test images. Resolution of the reconstructed images is analyzed and compared with that obtained by the conventional technique. From experiments, it is shown that the resolution of a 3-D reconstructed image was improved by using the proposed technique.

Synthetic aperture 집적 영상을 이용한 3D 영상 디스플레이 방법

신동학,유훈,Shin, Dong-Hak,Yoo, Hoon 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.9

Synthetic aperture 집적 영상 (SAII) 기술은 다수의 카메라를 이용하여 고해상도의 요소 영상을 획득할 수 있는 유망한 3D 이미징 기술이다. 본 논문에서는 SAII 기술을 이용하여 집적 영상 디스플레이를 수행하는 공간 3D 영상을 표시하는 방법을 제안한다. SAII로부터 얻어지는 요소 영상은 직접적으로 공간 3D 영상으로 사용될 수 없기 때문에 깊이 지도를 추출하여 새로운 디스플레이용 요소 영상으로 변환하여 공간 3D 영상을 표시한다. 제안하는 방법의 유용함을 보이기 위해서 장난감 3D 물체를 사용하여 기초적인 실험을 수행하고, 또한 공간 3D 영상이 구현된 실험 결과를 제시한다. Synthetic aperture integral imaging is one of promising 3D imaging techniques to capture the high-resolution elemental images using multiple cameras. In this paper, we propose a method of displaying 3D images in space using the synthetic aperture integral imaging technique. Since the elemental images captured from SAII cannot be directly used to display 3D images in an integral imaging display system, we first extract the depth map from elemental images and then transform them to novel elemental images for 3D image display. The newly generated elemental images are displayed on a display panel to generate 3D images in space. To show the usefulness of the proposed method, we carry out the preliminary experiments using a 3D toy object and present the experimental results.

다중모드 도파로와 홀로그램 필터를 이용한 광신호 교환

신동학,Shin, Dong-Hak 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.1

$M{\times}1$의 다중모드 도파로와 N개의 홀로그램 필터를 이용하여 M개 입력단자와 N개 출력단자 사이에 광신호 교환을 수행할 수 있는 방법을 제안한다. 광신호 경로는 $M{\times}1$의 다중모드 도파로를 사용하고, 이것으로부터 발생하는 스페클 패턴들을 연결 목적지를 결정하는 목적코드로 이용한다. 제안한 시스템에 대해 광신호 교환이 가능함을 실험적으로 보였다. We present a method to implement a $M{\times}N$ switching system by use of an $M{\times}1$ multimode waveguide and N hologram filters. The pass of optical signals is provided by an $M{\times}1$ multimode waveguide. The complex speckle patterns generated from the multimode waveguide are recorded into the N hologram filters and used as the code for destination. The feasibility of our method is experimentally demonstrated.

원형 매핑 모델에 기초한 3차원 영상의 평면기반 컴퓨터 집적 영상 재생 방식

신동학,김남우,이준재,김은수,Shin, Dong-Hak,Kim, Nam-Woo,Lee, Joon-Jae,Kim, Eun-Soo 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.5

최근 3차원 디스플레이 기술로서 유망한 집적 영상 기술을 이용하여 3차원 물체에 대한 컴퓨터 재생 방식이 활발히 연구되고 있다. 이 방식은 집적 영상 기술로 픽업되는 요소 영상을 가상의 핀홀 배열 모델을 이용하여 컴퓨터적으로 특정한 거리의 재생 평면에 확대 중첩함으로서 3차원 영상을 효과적으로 재생하는 방식이다. 그러나 많은 수의 요소 영상은 일반적으로 사각형의 구조를 가지기 때문에 확대 중첩될 경우에 재생 영상에서 격자 구조의 밝기 불균일 문제로 인한 해상도를 떨어뜨리는 문제가 존재하였다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해서 원형 매핑 모델에 기초한 컴퓨터 집적 영상 재생 방식을 제안한다. 제안하는 방식은 기존의 방식에서 발생하는 3차원 재생 영상에서의 불균일 문제를 극복할 수 있으며 3차원 영상의 해상도를 개선할 수 있다. 제안된 방식의 유용함을 보이기 위해서 컴퓨터적 모의 실험과 광학적 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다. Recently, a computational reconstruction method using an integral imaging technique, which is a promise three-dimensional display technique, has been actively researched. This method is that 3-D images can be digitally reconstructed at the required output planes by superposition of all of the inversely enlarged elemental images by using a hypothetical pinhole array model. However, the conventional method mostly yields reconstructed images having a low-resolution, because there are some intensity irregularities with a grid structure at the reconstructed mage plane by using square-type elemental images. In this paper, to overcome this problem, we propose a novel computational integral imaging reconstruction (CIIR) method using round-type mapping model. Proposed CIIR method can overcome problems of non-uniformly reconstructed images caused from the conventional method and improve the resolution of 3-D images. To show the usefulness of the proposed method, both computational experiment and optical experiment are carried out and their results are presented.

원형매핑 모델과 보간법을 복합 사용하는 컴퓨터 집적 영상 복원 기술에서 3D 영상의 해상도 개선

신동학,유훈,Shin, Dong-Hak,Yoo, Hoon 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.10

본 논문에서는 컴퓨터 집적 영상 복원(CIIR) 기법 기반의 3D 패턴 인식 응용을 위해서 평 면 3D 복원 영상의 해상도를 향상시키는 새로운 방식을 제안한다. 제안하는 방식에서는 ClIR에서 각각의 요소 영상에 대해서 원형 매핑 모델과 보간법을 복합사용하여 확대 중첩을 통해 향상된 3D 영상을 복원한다. 제안하는 방식에 대해서 정확한 CIIR 방식의 객관적인 해석을 위해서 Gaussian 영상을 이용한 테스트 모델을 설명하고 제안하는 방식에 대해서 성능평가를 수행한다. 그리고 3차원 물체에 대한 컴퓨터 복원 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다. In this paper, we propose a novel method to improve the visual quality of reconstructed images for 3D pattern recognition based on the computational integral imaging reconstruction (CIIR). The proposed CIIR method provides improved 3D reconstructed images by superimposing magnified elemental images by a combination of a round mapping model and image interpolation algorithms. To objectively evaluate the proposed method, we introduce an experimental framework for a computational pickup process and a CIIR process using a Gaussian function and evaluate the proposed method. We also carry out experiments on 3D objects and present their results.

수평시차 기반의 변형된 집적영상 기법의 광학적 구현

신동학,권영만,김은수,Shin Dong-Hak,Kwon Young-Man,Kim Eun-Soo 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.4

본 논문에서는 기존의 집적영상에서 요소 영상을 변형하여 수평시차만을 갖는 새로운 집적영상 기법을 제시하고 광학적으로 구현하였다. 즉, 기존 방식으로 픽업된 2차원 요소 영상에서 한 열의 수평 요소 영상을 수직방향으로 확대하여 전체 요소 영상을 얻고 이를 통해 3차원 입체 영상을 재현하게 된다. 제시하는 수평시차 기반의 집적영상 기법은 수직시차가 제거되어 전송을 위한 요소 영상의 정보량을 크게 줄일 수 있다. 제시된 방식의 유용성을 보이기 위하여 광학적 구현 실험을 수행하고 그 결과를 제시하였다. In this paper, a new integral imaging method with horizontal parallax only is proposed by modified use of elemental images pickuped from conventional integral imaging. The modified elemental images are obtained by magnifying single horizontal elemental image vertically and from which 3D images could be reconstructed. The proposed method can provide us large reduction of transmission information data for elemental images by eliminating the vertical parallax. The feasibility of our approach is experimentally demonstrated and its results are presented.

평면기반 컴퓨터 집적 영상 복원 기술의 신호모델을 이용한 3D 복원 영상 분석

신동학,유훈,Shin, Dong-Hak,Yoo, Hoon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.1

평면기반 컴퓨터 집적 영상 복원 (CIIR)기술은 3D 물체에 대한 깊이 영상복원이 가능한 기술이다. 그러나 복원되는 깊이에 따라 영상에 잡음이 발생하게 되어 해상도를 저하시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이 문제점을 극복하기 위해서 CIIR 기술에 대한 신호 모델을 설명하고, 이를 통하여 CIIR 기술에 발생하는 잡음과 이를 보정하는 방법을 소개한다. 컴퓨터적 실험을 통하여 2D Gaussian 영상의 복원 영상에 대한 잡음 특성을 조사하고, 보정 과정을 통하여 고해상도의 영상을 얻을 수 있음을 보였다. Plane-based computational integral imaging (CIIR) provides the reconstruction of depth-dependent 3D plane images. However, it has problem degrading the resolution of reconstructed images due to the artifact noise according to the depth. In this paper, to overcome this problem, a signal model for plane-based CIIR is explain. Also the compensation process is introduced to remove the noise caused from CIIR. Computational experiments show that we analyze the characteristics of noise in the reconstructed image of 2D Gaussian image and the high-resolution images can be obtained by using the compensation process.