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스테레오 정합을 이용한 3차원 재구성 과정의 정량적 평가
우동민,Woo, Dong-Min 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.1
3차원 영상 해석 기법에 의해 구해진 DEM(Digital Elevation Map)을 정량적으로 평가하는 것은 영상 해석 기법의 유효성을 검증하기 위해 매우 중요하다. 본 논문에서는 모의 영상 제작에 의한 3차원 재구성 과정의 새로운 정량적 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 미리 확보된 DEM과 정사영상(ortho-image)을 가상의 실제 값(pseudo ground truth)으로 가정한 것에 의한 것이다. 제안된 방법의 과정은 그래픽스에서 사용되는 ray tracing 알고리즘을 구성하여 가상의 실제 값에 적용함으로서 원하는 시점으로부터의 한 쌍의 모의 영상을 제작하는 것으로부터 시작된다. 제작된 모의 영상 쌍으로부터 구해진 DEM을 가상의 실제 값과 비교하면 구해진 DEM의 정량적인 오차 분석이 가능하여, 적용된 3차원 영상 해석 기법의 유효성이 평가될 수 있다. 제안된 평가 방법의 타당성을 검증하기 위해, 정량적 및 정성적인 실험이 수행되었다. 이를 위해 발생되는 모의 영상이 실제 형상을 재현하는 정도를 정량적인 수치로서 구하여 제안된 방법을 타당성을 입증하였다. 또한 정합창의 크기 변화에 따른 DEM의 정확도를 제안된 평가 방법에 의해 실험하였다. 이러한 실험 결과가 예견된 결과와 일치함에 의해 제안된 평가 방법의 타당성을 정성적으로도 명백히 증명하였다. The quantitative evaluation of DEM(Digital Elevation Map) is very important to the assessment of the effectiveness for the applied 3D image analysis technique. This paper presents a new quantitative evaluation method of 3D reconstruction process by using synthetic images. The proposed method is based on the assumption that a preacquired DEM and ortho-image should be the pseudo ground truth. The proposed evaluation process begins by generating a pair of photo-realistic synthetic images of the terrain from any viewpoint in terms of application of the constructed ray tracing algorithm to the pseudo ground truth. By comparing the DEM obtained by a pair of photo-realistic synthetic images with the assumed pseudo ground truth, we can analyze the quantitative error in DEM and evaluate the effectiveness of the applied 3D analysis method. To verify the effectiveness of the proposed evaluation method, we carry out the quantitative and the qualitative experiments. For the quantitative experiment, we prove the accuracy of the photo-realistic synthetic image. Also, the proposed evaluation method is experimented on the 3D reconstruction with regards to the change of the matching window. Based on the fact that the experimental result agrees with the anticipation, we can qualitatively manifest the effectiveness of the proposed evaluation method.
김민석,우동민,Kim, Min-Suk,Woo, Dong-Min 대한전기학회 2001 전기학회논문지 D Vol.50 No.4
The ability to efficiently and robustly recover accurate 3D terrain models from sets of stereoscopic images is important to many civilian and military applications. To develop an effective and practical terrain modeling system, we propose a new multi-image stereo method which detect unreliable elevations in DEM(Digital Elevation Map), and fuse several DEMs from multiple sources into an accurate and reliable results. This paper focuses on two key factors for generating robust 3D terrain models: the ability to detect unreliable elevation estimates and the ability to fuse the reliable elevations into a single optimal terrain model. We apply the self-consistency methodology to reconstruct accurate DEM from multi-image and show the method is more effective than the conventional stereo image 3D reconstruction method. Using photo-realistic simulator, four synthetic image are generated from ground truth DEM and orthoimage to evaluate the accuracy of the proposed method quantitatively.
3차원 선소의 Grouping에 의한 3차원 건물 모델 발생
강연욱,우동민,Kang, Yon-Uk,Woo, Dong-Min 한국전기전자학회 2006 전기전자학회논문지 Vol.10 No.1
본 논문에서는 3차원 선소로부터 건물의 rooftop 평면을 추정하는 새로운 기법이 제안되었다. 3차원 rooftop 평면 추정은 3차원 선소의 계층적 grouping에 기반한 것으로, 끊어진 3차원 선소의 병합으로부터 시작된다. 병합된 3차원 선소는 평면 추정기법에 의해 rooftop 검출에 적용되는데, 평면 추정을 위해 T자형 모서리 및 L자형 모서리 검출을 통해서 신뢰성 있는 접속점이 구해진다. 구해진 접속점에 의해 가정된 rooftop 평면이 발생될 수 있으며, 건물 평면의 속성에 의해 최종적으로 검증되어, 건물의 rooftop 모델이 결정된다. Avenches 항공영상 데이터로부터 구해진 모의영상에 의해 실험이 수행되었는데, 실험 결과 0.4 - 1.3 meter의 오차를 가진 rooftop 평면 모델이 구해졌으며, 이는 종래의 영역기반 스테레오에 의해 구해진 고도에 비해 정확도가 2.5배 정도 향상되었음을 알 수 있었다. This paper presents a new rooftop surface estimation method from 3D line segments. 3D rooftop surface estimation is based on the hierarchical grouping and initiated by 3D line merging for the disconnected 3D line segments. Merged 3D lines are applied to the detection of rooftop by surface estimating technique. To estimate surfaces we detect L-corner and T-corner points, and find fixed reliable junction points. The hypothesis of the possible rooftop surfaces are estimated as polygonal surfaces by these fixed junction points and building's rooftop models are generated by testing the possible surfaces in terms of assumptions of building surface properties. We carried out experiments by synthetic images on Avenches data set and the experimental results showed that we could reliably build 3D model with 3D surfaces, errors of which came up with 0.4 - 1.3 meter, 2.5 times more accurate than the elevation date from the conventional area-based stereo.