도로 차선검출에 적합한 고속 호프변환 방법

백승해(Seung-Hae Baek),박순용(Soon-Yong Park) 제어로봇시스템학회 2017 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.23 No.8

This paper proposes a novel Hough transform method that is suitable for road-line detection. The Hough transform is the most efficient and intuitive way to detect straight road lines. Previous methods for detecting straight road lines have used the general Hough transform. If the range of the vehicle’s motion and the camera’s position are restricted, the line candidate region in the road image can be limited to a narrow range. We propose a novel Hough transform method considering these characteristics. Our proposed method efficiently generates the Hough space, reducing the memory usage and generation time. Because of the error-filtering effect of the proposed Hough transform, we can reduce the detection error and detection time. Compared with previous Hough transform methods, the accuracy of the proposed method is the same or higher. The proposed Hough transform method, which has the advantage of lower memory usage and short computing time, is quite suitable for embedded systems.

다중방향성 정합선 최적화와 신뢰도 기반 공백복원을 이용한 스테레오 정합

백승해,박순용,Baek, Seung-Hae,Park, Soon-Young 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지B Vol.17 No.2

최근 스테레오 정합 기술은 정합하고자 하는 픽셀을 포함한 국부적인(local) 영상의 정합 비용과 시차의 변화 비용을 누적하는 전역적(global)인 방법을 많이 사용하고 있다. 특히 전역적 스테레오 정합에서도 비용누적 (cost accumulation)의 방향을 일반적인 수평방향이 아닌 다수의 방향을 사용하는 연구가 늘고 있다. 본 논문에서는 기존의 스테레오 정합 기술을 다중 방향성 정합 기술로 확장하는 방법을 제안한다. 픽셀의 국부적인 정합 비용은 단순한 NCC (Normalized Cross Correlation)를 사용하였고 전역적 정합 기술의 하나인 정합선 최적화(Scan-line Optimization) 방법을 다중 방향으로 확장하는 기술을 제안하였다. 우선 정합선 최적화를 다중 방향으로 실행한 후 이들 결과를 이용하여 신뢰도가 높은 시차영상 (disparity image)을 획득한다. 반복적인 다중 방향 정합선 최적화 시행 후, 시차영상에서 남은 공백은 홀 복원 방법으로 계산한다. 시차가 구해진 픽셀에 대해서는 신뢰도 점수를 매긴 다음 이 점수를 확산하여 신뢰도 점수 테이블에서 가장 높은 값을 가지는 시차값으로 홀을 복원하였다. 제안하는 기술을 미들버리(Middlebury)의 스테레오 영상을 사용하여 오차를 분석하였다. 기존의 전역적 방법과 제안 기술을 이용하여 시차영상을 계산하고 그 오차를 비교하였다. Stereo matching techniques are categorized in two major schemes, local and global matching techniques. In global matching schemes, several investigations are introduced, where cost accumulation is performed in multiple matching lines. In this paper, we introduce a new multi-line stereo matching techniques which expands a conventional single-line matching scheme to multiple one. Matching cost is based on simple normalized cross correlation. We expand the scan-line optimization technique to a multi-line scan-line optimization technique. The proposed technique first generates a reliability image, which is iteratively updated based on the previous reliability measure. After some number of iterations, the reliability image is completed by a hole-filling algorithm. The hole-filling algorithm introduces a disparity score table which records the disparity score of the current pixel. The disparity of an empty pixel is determined by comparing the scores of the neighboring pixels. The proposed technique is tested using the Middlebury and CMU stereo images. The error analysis shows that the proposed matching technique yields better performance than using conventional global matching algorithm.

조명변화에 강인한 S-색상공간 기반의 차선색상 판별 방법

백승해(Seung-Hae Baek),김염(Jin Yan),이근모(Geun-Mo Lee),박순용(Soon-Yong Park) 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.3

본 논문에서는 주행하는 차량에 탑재된 카메라에서 획득한 도로 영상에서 차선의 색상을 판별하는 방법을 제안하였다. 자동차의 자율주행기술에 있어 차선 정보는 차선이탈방지(ldws), 능동적 차선유지(lkas), 고속도로주행보조(hda) 등의 자율주행의 레벨(level)이 올라갈수록 중요하다. 특히 차선의 색상, 특히 흰색 및 황색 차선의 구별은 교통사고와 직접적인 관련이 있는 정보이기에 더욱 필요한 기술이다. 본 논문에서는 주행 차선 검출 결과를 기반으로 차선 및 도로의 관심 영역을 추출하고 각 영역의 컬러 정보를 2차원 S-색상 공간으로 투영하였다. S-공간에 투영된 색상의 특징 분포에서 개선된 mean-shift 알고리즘을 이용하여 특징의 무게중심을 구하였다. 좌, 우 차선과 도로영역의 색상특징의 중심점들 사이의 거리 정보를 이용하여 차선의 색상을 판별하였다. 다양한 조명환경에서 약 97%의 색상인식 성공률을 보였다. In this paper, we propose a road lane color recognition method from the image obtained from a driving vehicle. In autonomous vehicle techniques, lane information becomes more important as the level of autonomous driving such as lane departure warning and dynamic lane keeping assistance is increased. In particular the lane color recognition, especially the white and the yellow lanes, is necessary technique because it is directly related to traffic accidents. In this paper, color information of lane and road area is mapped to a 2-dimensional S-color space based on lane detection. And the center of the feature distribution is obtained by using an improved mean-shift algorithm in the S-color space. The lane color is determined by using the distance between the center coordinates of the color features of the left and right lanes and the road area. In various illumination conditions, about 97% color recognition rate is achieved.

배관측 정렬 방법을 이용한 다중레이저 스캐닝 기반의 3차원 배관복원

백승해,박순용,김승호,Baek, Seung-Hae,Park, Soon-Yong,Kim, Seung-Ho 제어로봇시스템학회 2011 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.17 No.11

A novel 3D tube scanning technique is proposed. The proposed tube scanning technique is developed for a special tube inspection module which consists of four line-lasers and one camera. Using the scanning module, we can reconstruct the 360 degree shapes of the inner surfaces of a cylindrical tube. From an image frame captured by the camera, we reconstruct a partial tube model based on four laser triangulations. Then by aligning such partial models with respect to a reference tube axis, a complete 3D shape of the tube is reconstructed. The tube axis in each reconstructed frame is aligned with a 3D Euclidean transformation to the reference axis. Several experiments show that the proposed method can align multiple tube axes very accurately and reconstruct 3D shapes of a tube with very low shape distortion.

조명변화에 강인한 S-색상공간 기반의 차선색상 판별 방법

백승해,김염,이근모,박순용,Baek, Seung-Hae,Jin, Yan,Lee, Geun-Mo,Park, Soon-Yong 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.3

본 논문에서는 주행하는 차량에 탑재된 카메라에서 획득한 도로 영상에서 차선의 색상을 판별하는 방법을 제안하였다. 자동차의 자율주행기술에 있어 차선 정보는 차선이탈방지(ldws), 능동적 차선유지(lkas), 고속도로주행보조(hda) 등의 자율주행의 레벨(level)이 올라갈수록 중요하다. 특히 차선의 색상, 특히 흰색 및 황색 차선의 구별은 교통사고와 직접적인 관련이 있는 정보이기에 더욱 필요한 기술이다. 본 논문에서는 주행 차선 검출 결과를 기반으로 차선 및 도로의 관심 영역을 추출하고 각 영역의 컬러 정보를 2차원 S-색상 공간으로 투영하였다. S-공간에 투영된 색상의 특징 분포에서 개선된 mean-shift 알고리즘을 이용하여 특징의 무게중심을 구하였다. 좌, 우 차선과 도로영역의 색상특징의 중심점들 사이의 거리 정보를 이용하여 차선의 색상을 판별하였다. 다양한 조명환경에서 약 97%의 색상 인식 성공률을 보였다. In this paper, we propose a road lane color recognition method from the image obtained from a driving vehicle. In autonomous vehicle techniques, lane information becomes more important as the level of autonomous driving such as lane departure warning and dynamic lane keeping assistance is increased. In particular the lane color recognition, especially the white and the yellow lanes, is necessary technique because it is directly related to traffic accidents. In this paper, color information of lane and road area is mapped to a 2-dimensional S-color space based on lane detection. And the center of the feature distribution is obtained by using an improved mean-shift algorithm in the S-color space. The lane color is determined by using the distance between the center coordinates of the color features of the left and right lanes and the road area. In various illumination conditions, about 97% color recognition rate is achieved.

새로운 VO, HO 지도를 이용한 차량 주행환경의 수직 장애물 추출

백승해(Seung-Hae Baek),박순용(Soon-Yong Park) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.2

본 논문에서는 스테레오 카메라를 이용하여 차량 주행 중에 만날 수 있는 도로상의 수직형 돌발 장애물과 고정 장애물을 자동으로 추출하는 기술을 제안한다. 연속된 스테레오 영상 프레임들과 각 프레임의 좌, 우 영상 사이의 차영상들을 이용하여 도로 영상의 관심영역에 대한 시차를 획득하고, 기존 수직(V) 및 수평(H) 시차지도(disparity map) 와는 달리 물체의 실제 크기에 비례하는 VO(Vertical Object) 및 HO(Horizontal Object)라는 새로운 지도를 생성한다. VO 및 HO 지도를 이용하여 추출할 물체의 후보를 선정하고 선정된 후보영역간의 병합, 정제를 통하여 최종적으로 도로 상의 수직 물체들을 추출하였다. We present a new computer vision technique which can detect unexpected or static vertical objects in road driving environment. We first obtain temporal and spatial difference images in each frame of a stereo video sequence. Using the difference images, we then generate VO and HO maps by improving the conventional V and H disparity maps. From the VO and HO maps, candidate areas of vertical obstacles on the road are detected. Finally, the candidate areas are merged and refined to detect vertical obstacles.

핀홀 스테레오 비전 센서의 공간 스캔을 통한 방사선의 영상화 시뮬레이션

박순용,백승해,최창원,Park, Soon-Yong,Baek, Seung-Hae,Choi, Chang-Won 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.7

원자력 발전소에서 예기치 못한 사고가 발생하거나 발전소를 해체하는 작업을 수행하는 과정에서는 방사선 물질의 유출에 대한 우려가 항상 존재한다. 유출된 방사선 물질을 제거하기위해서는 방사선의 분포에 대한 정확한 정보를 획득할 수 있는 기술이 필요하다. 그러나 방사선 물질의 직접적 취급은 매우 제한적이기 때문에 방사선과 관련된 기술의 개발은 미리 시뮬레이션을 통하여 그 가능성을 검토하여야 한다. 본 논문에서는 방사선 물질의 분포에 대한 3차원 정보를 획득할 수 있는 방사선 영상화 기술을 시뮬레이션하였다. 두 개의 가상의 1차원 방사선 센서를 이용하여 스테레오 방사선 영상을 획득하고, 스테레오 시차를 이용하여 가상의 방사선 물질에 대한 3차원 거리 정보를 획득하였다. 점과 면으로 구성된 가상의 방사선 물질에 대하여 스테레오 방사선 영상 및 3차원 정보의 획득이 가능함을 시뮬레이션하였다. There are always much concern about the leakage of radiation materials in the event of dismantle or unexpected accident of nuclear power plant. In order to remove the leakage of radiation materials, appropriate dispersion detection techniques for radiation materials are necessary. However, because direct handling of radiation materials is highly restricted and risky, developing radiation-related techniques needs computer simulation in advance to evaluate the feasibility. In this paper, we propose a radiation imaging technique which can acquire 3D dispersion information of radiation materials and tested by simulation. Using two virtual 1D radiation sensors, we obtain stereo radiation images and acquire the 3D depth to virtual radiation materials using stereo disparity. For point and plane type virtual radiation materials, the possibility of the acquisition of stereo radiation image and 3D information are simulated.

초소형 카메라-프로젝터의 광학왜곡 보정을 이용한 위상변이 방식 3차원 스캐닝의 성능 향상

박고광(Go Gwang Park),백승해(Seung-Hae Baek),박순용(Soon-Yong Park) 제어로봇시스템학회 2013 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.19 No.3

A distortion correction technique is presented to enhance the 3D scanning performance of a micro-size camera-projector system. Recently, several types of micro-size digital projectors and cameras are available. However, there have been few effort to develop a micro-size 3D scanning system. We develop a micro-sized 3D scanning system which is based on the structured light technique. Three images of phase-shifted sinusoidal patterns are projected, captured, and analyzed by the system to reconstruct 3D shapes of very small objects. To overcome inherent optical imperfection of the micro 3D sensor, we correct the vignetting and blooming effects which cause distortions in the phase image. Error analysis and 3D scanning results on small real objects are presented to show the performance of the developed 3D scanning system.

이종 입체 영상 카메라의 광학 특성 일치화

정은경(Eun Kyung Jung),백승해(Seung-Hae Baek),박순용(Soon-Yong Park),장호욱(Ho-Wook Jang) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.11

본 논문에서는 이종 입체 카메라 시스템의 광학적 특성을 일치화하여 동일한 품질의 입체영상을 생성하는 기술을 제안한다. 이종 입체 카메라의 광학적 특성에는 크게 줌, 심도, 초점이 있으며 이들의 차이는 결과적으로 입체영상의 품질에 영향을 주어 사람의 시각 피로를 발생시키는 요인이 된다. 본 논문에서 제안하는 광학 특성 일치화 기술은 이종 카메라의 줌 영상을 일치한 후 동일 피사체에 대해 초점을 맞추고 심도를 일치화하는 과정으로 이루어진다. 이를 위하여 이종 입체 카메라의 줌 영상의 비교 알고리즘을 통하여 줌 렌즈에 대한 룩업테이블(LUT)을 작성하였다. 그리고 입체 영상의 에지(edge)에서 초점 정보를 추출하여 심도를 일치화하였다. 광학적 특성 일치화 실험을 위하여 직교방식의 리그를 제작하고 서로 다른 사양의 HD급 카메라를 이용하여 입체 카메라 장치를 구성하였다. 줌 일치화 및 심도 일치화에 대한 실험 결과로 시각 피로를 줄일 수 있는 입체 영상 생성이 가능함을 보였다. In this paper, we propose a optical property correction technique for a low-cost heterogeneous stereoscopic camera. Three main optical properties of a stereoscopic camera are zoom, focus, and DOF(depth of field). The difference or mis-match of these properties between two stereoscopic videos are the main causes of the visual fatigue to human eyes. The proposed correction technique reduces the difference of the optical properties between the stereoscopic videos and produces high-quality stereoscopic videos. To correct the zoom difference, a LUT(look-up table) is established to match the zoom ratio between the stereoscopic videos. To correct the DOF difference, the magnitude of image edge is measured and the lens iris is changed to control the DOF of the camera. A vertical-type stereoscopic rig is developed for the experiments of the optical property correction. Based on the experimental results, we find that a low-cost heterogeneous stereoscopic camera can be implemented, which can yield low visual fatigue to human eyes.

적외선 LED 마커의 3차원 추적을 이용한 환자 호흡 분석

최창원(Chang-Won Choi),백승해(Seung-Hae Baek),박순용(Soon-Yong Park),김승호(Seung-Ho Kim) 대한전기학회 2012 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2012 No.10