단보논문 : 벡터내적 기반 카메라 자세 추정

전재춘 ( Jae Choon Chon ) 大韓遠隔探査學會 2008 大韓遠隔探査學會誌 Vol.24 No.6

본 저자가 제안한 카메라 외부표정에서 광속조정법에 기반한 카메라 자세계산 방법을 보완하기 위해 (전재춘과 Shankar, 2007,2008), 본 논문은 카메라 자세를 벡터내적으로 결정하는 방법을 소개한다. 카메라 위치를 기준으로 각 지상기준점의 방향벡터와 카메라 광축 단위벡터간의 사잇각을 통하여 이 단위벡터를 계산하는 것이다. 카메라 위치는 벡터내적에 의해 계산된다. 카메라의 수평/수직 단위벡터는 Yakimovsky와 Cunningham(1978)의 카메라 모델(CAHV)을 이용하였다. In order to improve a camera rotation calculation based on the bundle adjustment in Chon`s camera motion (Chon and Shankar, 2007, 2008), this paper introduces a method calculating the camera rotation. It estimates a unit vector in the optical axis of a camera through the angles between the optical axis and vectors passing a camera position and ground control points (GCP). The camera position is estimated by using the inner product method proposed by Chon. The horizontal and vertical unit vectors of the camera are determined by using Yakimovsky and Cunningham`s camera model (CAHV) (1978).

도심영상 입체 가시화 중 발생하는 원거리 환영현상 해소를 위한 3차원 파노라믹 모자이크

전재춘,김형석,Chon, Jae-Choon,Kim, Hyong-Suk 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.4

3차원 영상 모자이크 방법은 도심지의 도로를 따라 움직이는 카메라로부터 취득된 영상을 3차원 다중 투영평면에 투영하여 도심지를 입체적으로 가시화하기 위한 것이다. 카메라가 교차로와 같은 원거리 가시 지점을 통과할 때, 취득된 영상에 대해 3차원 영상 모자이크 방법을 적용 하면, 모자이크 된 영상에서 동일한 대상물의 영상이 반복하여 나타난다. 이 현상을 환영현상(ghost effect)이라고 하는데, 이 환영현상을 줄이기 위해서 원거리 대상물이 있는 곳의 영상 프레임을 찾고, 이 곳에 나타나는 환영현상을 효과적으로 제거하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 3차원 공간에서 계산된 가상의 초점과 영상 프레임의 초점을 지나는 벡터를 이용하여 영상 프레임들을 3차원 다중평면에 투영 하는 것이다. 이를 위한 가상 초점은 원거리 대상물이 보이기 시작하는 영상 프레임과 원거리 대상물이 사라지기 시작하는 영상 프레임을 이용하여 계산된다. 본 논문에서는 원거리 대상물 지역에 제안한 방법을 적용했을 때, 환영현상이 효과적으로 제거될 수 있음을 실험적으로 보였다 3D image mosaicking is useful for 3D visualization of the roadside scene of urban area by projecting 2D images to the 3D planes. When a sequence of images are filmed from a side-looking video camera passing long distance areas, the ghost effect in which same objects appear repeatively occurs. To suppress such ghost effect, the long distance range areas are detected by using the distance between the image frame and the 3D coordinate of tracked optical flows. The ghost effects are suppressed by projecting the part of image frames onto 3D multiple planes utilizing vectors passing the focal point of frames and a virtual focal point. The virtual focal point is calculated by utilizing the first and last frames of the long distance range areas. We demonstrate algorithm that creates efficient 3D Panoramic mosaics without the ghost effect at the long distance area.

3D image mosaicking technique using multiple planes for urban visualization

전재춘,김형석,CHON Jaechoon,KIM Hyongsuk The Institute of Electronics and Information Engin 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.3

도심지 풍경을 3 차원 가시화 하는데 적합한 새로운 모자이크 방법을 제안하였다. 도심지에서 도로를 따라 촬영한 일련의 영상들을 2 차원 모자이크하면 입체감이 느껴지지 않는다. 제안한 방법은 도심지의 도로를 따라 나타나는 물체들을 연속 촬영하여, 이 영상들을 대표하는 복수의 투영평면들을 구한 후, 도로를 따라 촬영한 영상들을 이 복수의 평면들에 투영함으로써 입체감을 얻게 하는 것이다. 이를 위해서 연속 촬영한 영상들 간의 특징 점들을 정합함으로써 3 차원으로 표현된 복수의 투영면을 우선 얻는다. 이 복수의 평면들은 인접 평면 간에 상호 연결하여 물체들의 개략적 윤곽 면을 구성하는데, 이 복수 평면에 2 차원 영상들을 투영함으로써 영상에 대한 입체감을 부여하는 기술이다. 이 논문에서 실제 도심지 영상을 3 차원 가시화 시키는 알고리즘에 대한 데모를 보였다. A novel image mosaicking technique suitable for 3D urban visualization is proposed. It is not effective to apply 2D image mosaicking techniques for urban visualization when, for example, one is filming a sequence of images from a side-looking video camera along a road in an urban area. The proposed method presents the roadside scene captured by a side-looking video camera as a continuous set of textured planar faces, which are termed 'multiple planes' in this paper. The exterior parameters of each frame are first calculated through automatically selected matching feature points. The matching feature points are also used to estimate a plane approximation of the scene geometry for each frame. These planes are concatenated to create an approximate model on which images are back-projected as textures. Here, we demonstrate algorithm that creates efficient image mosaics in 3D space from a sequence of real images.

가변 분해능을 가진 2차원 히스토그램을 이용한 강건한 광류인식

전재춘,김형석,CHON Jaechoon,KIM Hyongsuk 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.3

The proposed algorithm is to achieve the robust optical flow detection which is applicable for the case that the outlier rate is over $80\%$. If the outlier rate of optical flows is over $30\%$, the discrimination between the inliers and outlier with the conventional algorithm is very difficult. The proposed algorithm is to overcome such difficulty withthree steps of grouping algorithm; 1) constructing the 2 D histogram with two axies of the lengths and the directions of optical flows. 2) sorting the number of optical flows in each bin of the two-dimensional histogram in the descendingorder and removing some bins with lower number of optical flows than threshold 3) increasing the resolution of the two-dimensional histogram if the number of optical flows in a specific bin is over $20\%$ and decreasing theresolution if the number of optical flows is less than $10\%$. Such processing is repeated until the the number of optical flows falls into the range of $10\%-20\%$ in all the bins. The proposed algorithm works well on the different kinds of images with many of wrong optical flows. Experimental results are included. 두 영상에서 정확한 광류를 얻고자 할 경우, 잘못 정합된 광류의 수가 전체의 $80\%$이상일 경우에도, 정합이 잘된 광류만을 빠르고 안정적으로 추출하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 다음과 같은 단계로 구성된 그룹화 알고리즘이다. 1)광류의 방향과 길이성분으로 구성된 2차원 히스토그램을 구성한 후, 2)2차원 히스토그램에서 광류수가 높은 그룹들부터 내림차 순으로 정리한 후 각 그룹에서 광류수가 적은 그룹은 제거한다. 또, 3)선택된 그룹들의 광류수가 $20\%$ 이상일때는 히스토그램의 분해율를 증가 시키고, $10\%$ 이하일 경우에는 히스토그램의 분해율을 감소시켜서 위 과정을 반복한다. 선택된 그룹들의 광류수가 $10\%$에서 $20\%$사이에 올 때 까지 이 반복을 계속한다. 제안한 알고리즘을 잘못된 광류가 많이 포함된 다양한 종류의 영상에 대해서 적용한 결과 강건하게 정합이 되어 잘못된 광류를 제거할 수 있었다. 이 논문은 이에 대한 실험결과를 포함하였다.

적응 정합 값 변환을 이용한 영상 모자이크 과정에서의 최적 Seam-Line 결정

全在春(Jaechoon CHON),金炯奭(Hyongsuk KIM) 대한전기학회 2005 전기학회논문지 D Vol.54 No.3

인터레이스드 스캔방식 디지털 카메라의 떨림에 의한 영상블러 제거

전재춘(Chon, Jaechoon) 한국측량학회 2005 한국측량학회지 Vol.23 No.2

3차원 데이터상에 영상등록을 위한 카메라 외부표정 계산

전재춘(Chon, Jaechoon),Min Ding,Sastry Shankar 한국측량학회 2007 한국측량학회지 Vol.25 No.5

가변 분해능을 가진 2차원 히스토그램을 이용한 강건한 광류검출

전재춘(CHON, Jaechoon) 한국측량학회 2005 한국측량학회지 Vol.23 No.1

3차원 다중 기선을 사용한 비데오 영상 모자이크 기술

전재춘 ( Jae Choon Chon ),서용철 ( Yong Cheol Suh ) 大韓遠隔探査學會 2004 大韓遠隔探査學會誌 Vol.20 No.2

하나의 기선에 작은 여러 영상을 투영하여 하나의 영상 모자이크를 생성하는 2차원 영상모자이크 기법은 비데오 카메라가 도심지역을 이동하여 얻은 영상을 하나의 모자이크 영상을 생성할 수 없다. 본 논문에서는, 3차원 다중 기준선을 이용함으로서 3차원 공간에서 영상 모자이크를 생성시킬 수 있는 새로운 기법을 제안하였다. 제안된 방법은 각 영상 프레임마다 독립적인 기선을 가지도록 하여 3차원 공간에서 영상 모자이크를 생성 제안하는 것으로서, 독립적인 기선은 각 영상 프레임에서 추출된 광류의 지상 기준점들을 1차 방정식으로 표현한 것이다. 제안한 방법은 계층적 방법을 이용한 광류(Optical Flow)계산, 카메라 외부표정(Exterior Orientation)계산, 다중 기선(Multi-baselines)계산과 모자이크 된 영상들간의 경계를 감소 못하는 화소(Optimal Seamline Detection)의한 영상 모자이크 재생성 과성을 통해 구현되며, 실제 영상 프레임을 이용한 실험을 통해 효과적으로 3차원 공간에서 영상 모자이크 제작이 가능함을 입증하였다. A spherical earth surface is used for realistic analysis of the geometrical performance characteristics generated by 2-dimensionalline-of-sight (LOS) tilt of the satellite imager using the Time Delay and Integration(TDI) technique. A 2-dimensional LOS tilt over the spherical Earth surface is proposed to compensate geometric performance degradation caused by the satellite altitude decrease below the normal operation altitude. The compensation can be achieved by TDI re-match without degradation of modulation transfer function and with ground sample distance slightly increased. Effective methods of LOS tilt for the compensation are investigated. This study can be useful for mission assurance and flexibility in imager operation.

벡터내적 기반 카메라 외부 파라메터 응용: 절대표정

전재춘(Jaechoon Chon),Shankar Sastry 제어로봇시스템학회 2008 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.14 No.1

In the field of camera motion research, it is widely held that the position (movement) and pose (rotation) of cameras are correlated and cannot be independently separated. A new equation based on inner product is proposed here to independently separate the position and pose. It is proved that the position and pose are not correlated and the equation is applied to estimation of the camera exterior parameters using a real image and 3D data.