차분영상을 이용한 리버서블 워터마킹

최학남 ( Xue-nan Cui ),김종원 ( Jong-weon Kim ),최종욱 ( Jong-uk Choi ) 한국정보처리학회 2006 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.13 No.1

본 논문에서는 영상에 워터마크를 삽입하고 추출하는 동시에 원영상을 복원하는 리버서블 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 핵심은 워터마크가 삽입된 영상에 변하지 않는 위치정보를 전달하는 것이다. 본 논문에서는 우선 원영상을 odd image와 even image로 분리한 다음odd image에 interpolation 기법을 이용하여 resizing시키고 resizing 된 영상(odd_resize_ image)에서 기수항은 그대로 두고 우수항은 기수항과 우수항의 차이값으로 채우는 방법으로 location map을 얻는다. 이 location map 에 의해 워터마크를 삽입위치를 선택하면 추출과정에서도 같은 location map을 이용할 수 있기에 워터마크 삽입위치를 정확하게 판단하여 추출할 수 있고 동시에 원본 영상을 복원할 수 있다. 본 알고리즘은 영상에 변화를 적게 주었기 때문에 높은 비가시성을 보인다. 실험 결과 256×256 영상에서 PSNR이 평균 53.07dB의 우수한 비가시성을 보였다.

하다마드 도메인에서의 손실압축에 강인한 워터마킹

최학남 ( Xue-nan Cui ),김종원 ( Jong-weon Kim ),이덕 ( Li De ),최종욱 ( Jong-uk Choi ) 한국인터넷정보학회 2007 인터넷정보학회논문지 Vol.8 No.3

본 논문에서는 하다마드 변환을 이용하여 워터마크 정보를 삽입 및 추출하는 손실압축에 강인한 워터마킹 방법을 제안 한다. 하다마드 행렬은 1과 -1로 구성된 행렬이므로 계산이 빠르고 또한 역변환이 가능한 행렬이므로 워터마크 구현에 사용 가능하다. 워터마크 삽입과정에서, 워터마크는 하다마드 계수중의 중간 주파수 계수 10개를 선택하여 워터마크 패턴을 이용하여 삽입하였다. 워터마크 추출과정에서는, 삽입 시 사용했던 워터마크 패턴을 이용하여 비교하는 방법을 사용하여 워터마크 정보를 추출하였다. 실험결과, 하다마드 도메인에서 4096비트의 이진 로고영상을 삽입하였을 때 PSNR(Peak Signal To Noise Rate)이 36~46dB사이에서 BER(Bit Error Rate)이 3.9~12.5%에 달하는 성능을 나타내었고 JPEG 압축에 대해서는 QF(Quality Factor)가 30에서부터 육안으로 구분할 수 있을 정도의 로고를 추출해 낼 수 있었다. 본 논문에서는 하다마드 도메인에서의 성능을 증명하기 위하여 DCT, FFT, DWT등과 비교하여 실험한 결과 하마다드 도메인에서 가장 좋은 성능을 나타냄을 알 수 있었다. In this paper, we proposes a robust watermarking against the lossy compression in the Hadamard domain. The Hadamard matrix consists of only 1 or -1 and can be computed very fast. The Hadamard transform has the inverse transform therefore it is able to be applied into the watermarking technology. In embedding process, we select 10 coefficients from intermediate frequency domain and create two watermark patterns. In extraction process, we use the watermark patterns and compare them to detect the watermark information. When we use the standard image (512x512) and binary watermark image (64x64), the results of these examines are PSNR for 38~42dB and BER for 3.9~12.5%. The JPEG QF between 30 and100, naked human eyes can detect to watermark image easily. The experimental results show that performance of Hadamard domain is better than those of DCT, FFT, and DWT.

GPU를 이용한 Gabor Texture 특징점 기반의 금속 패드 변색 분류 알고리즘

최학남(Xue-Nan Cui),박은수(Eun-soo Park),김준철(Jun-Chul Kim),김학일(Hakil Kim) 제어로봇시스템학회 2009 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.15 No.8

This paper presents a Gabor texture feature extraction method for classification of discolored Metal pad images using GPU(Graphics Processing Unit). The proposed algorithm extracts the texture information using Gabor filters and constructs a pattern map using the extracted information. Finally, the golden pad images are classified by utilizing the feature vectors which are extracted from the constructed pattern map. Tn order to evaluate the performance of the Gabor texture feature extraction algorithm based on GPU, a sequential processing and parallel processing using Open MP in GPU of this algorithm were adopted. Also, the proposed algorithm was implemented by using Global memory and Shared memory in GPU. The experimental results were demonstrated that the method using Shared memory in GPU provides the best performance. For evaluating the effectiveness of extracted Gabor texture features, an experimental validation has been conducted on a database of 20 Metal pad images and the experiment has shown no mis-classification.

멀티프로세서 기반의 고속 영상처리 기술에 대한 벤치마킹

최학남(Xue-Nan Cui),박은수(Eun-Soo Park),김준철(Jun-Chul Kim),김학일(Hak-Il Kim) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.10

본 논문에서는 멀티프로세서 기반의 고속 영상처리 알고리즘 개발방법에 대해 소개한다. 영상획득 방식의 발전과 더불어 고해상도 영상의 획득이 가능해지고 영상이 컬러화가 되면서 많은 영상처리 응용분야에서 알고리즘 고속화를 필요로 하고 있다. 이러한 수요를 만족시키기 위해서는 최근에 출시되고 있는 멀티프로세서를 최대한 활용할 수 있는 알고리즘 개발이 최우선이다. 본 논문에서는 OpeMP, MIL(Matrox Image Library), OpenCV, IPP(Integrated Performance Primitives), SSE (Streaming SIMD (Single Instruction Multiple Data) Extensions)등 병렬처리와 고속 영상처리 라이브러리를 이용한 알고리즘 개발방법에 대해 소개하고, 각 개발방법에 따른 알고리즘 성능을 분석 및 평가하였다. 실험결과로부터 SSE와 IPP, MIL(Thread)을 이용하여 Mean, Dilation, Erosion, Open, Closing, Sobel등 알고리즘을 구현하여 4057 × 4048크기의 영상에 적용하였을 때 7~35msec의 좋은 성능을 나타내어 기타 방식보다 우수함을 알 수 있었다.

기하학적 텍스쳐 정보를 이용한 금속 패드 변색영상 분류 알고리즘

최학남(Xue Nan Cui),김학일(Hakil Kim) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.5

This paper presents a method of classifying discolored defects of metal pads using geometric texture for AFVI (Automated Final Vision Inspection) systems. In PCB manufacturing process, the metal pads on PCB can be oxidized and discolored partly due to various environmental factors. Nowadays the discolored defects are manually detected and rejected from the process. This paper proposes an efficient geometric texture feature, SUTF (Symmetry and Uniformity Texture Feature) based on the symmetric and uniform textural characteristics of the surface of circular metal pads for automating AFVI systems. In practical experiments with real samples acquired from a production line, 30 discolored images and 1232 roughness images are tested. The experimental results demonstrate that the proposed method using SUTFs provides better performance compared to Gabor feature with 0% FNR (False Negative Rate) and 1.46% FPR (False Positive Rate). The performance of the proposed method shows its applicability in the real manufacturing systems.

차분영상을 이용한 리버서블 워터마킹의 삽입량 개선에 관한 연구

최학남(Xue-Nan Cui),최기철(Jizhe Cui),김종원(Jong-Weon Kim),최종욱(Jong-Uk Choi) 한국통신학회 2006 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.7

JPEG 압축데이터를 이용한 리버서블 워터마킹

최학남(Xue Nan Cui),김종원(Jong Won Kim),최종욱(Jong Uk Choi) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10

기존에 연구되어온 리버서블 워터마킹 기법은 주로 군사영상이나 의료영상에 초점을 맞추어 개발 되어왔다. 본 논문에서 제안한 리버서블 워터마킹 기법은 일반사용자를 위한 서비스에도 사용가능하다. 즉 서비스 제공업자가 돈을 지불한 사람에게는 워터마크 추출기룰 제공하여 좋은 화질의 영상을 사용할 수 있게 하고 돈을 지불하지 않은 사람에게는 워터마크가 삽입되어져 있는 저화질의 영상을 제공하는 것이다. 인터넷상에서는 JPEG 압축형태로 영상들이 많이 유통된다. 본 논문에서는 JPEG 압축데이터에 워터마크를 삽입하여 리버서블 워터마크를 수행한다. 사용된 알고리즘은 삽입영역을 선정하여 Shift기법을 이용하여 워터마크를 삽입하고 추출하였다. 실험결과 256*256 lena 영상을 QF 10-99사이에서 1600-2900 비트가 삽입되었고 워터마크 검출 및 복원은 완벽하게 되었다.

JPEG 압축 영역에서의 리버서블 워터마킹

최학남(Xue-Nan Cui),김종원(Jong-Weon Kim),최종욱(Jong-Uk Choi),김학일(Hak-Il Kim) 한국정보보호학회 2007 정보보호학회논문지 Vol.17 No.6

본 논문에서는 JPEG 압축 영역에서의 리버서블 워터마킹 기법을 제안한다. 리버서블 워터마킹은 원본을 손상시키는 기존의 워터마킹과 달리 원본을 보존하는 방법이기 때문에 인증용으로 효율적이다. 인터넷상의 대부분 영상들은 저장 공간을 줄이고 통신효율을 높이기 위해서 JPEG과 같은 압축영상을 많이 사용하므로 JPEG 영상에 리버서블 워터마킹을 연구할 필요성이 있다. 본 논문에서는 무손실 압축을 이용하여 워터마크를 삽입하고 워터마크를 추출할 때 원 영상을 복원한다. 256×256 표준영상들에 대해 실험한 결과 QF(Quality Factor)가 75일 때 JPEG 영상과 워터마크가 삽입된 JPEG 영상의 PSNR(peak signal to noise rate)은 38~42㏈이였고 워터마크 삽입량은 2500~3400bit이였으며, Lena 영상에서 QF를 10~99까지 조절하여 실험을 진행한 결과 PSNR은 QF에 정비례함을 알 수 있었고, 워터마크 삽입량은 1600~2800bit였다. In this paper, we propose a reversible watermarking scheme in the JPEG compression domain. The reversible watermarking is useful to authenticate the content without the quality loss because it preserves the original content when embed the watermark information. In the internet, for the purpose to save the storage space and improve the efficiency of communication, digital image is usually compressed by JPEG or GIF. Therefore, it is necessary to develop a reversible watermarking in the JPEG compression domain. When the watermark is embedded, the lossless compression was used and the original image is recovered during the watermark extracting process. The test results show that PSNRs are distributed from 38㏈ to 42㏈ and the payload is from 2.5Kbits to 3.4Kbits where the QF is 75. Where the QF of the Lena image is varied from 10 to 99, the PSNR is directly proportional to the QF and the payload is around 1.6~2.8Kbits.

잡음과 회전에 강인한 SIFT 기반 PCB 영상 정렬 알고리즘 개발

김준철(Jun-Chul Kim),최학남(Xue-nan Cui),박은수(Eun-Soo Park),최효훈(Hyo-hoon Choi),김학일(Hakil Kim) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.7

This paper presents an image alignment algorithm for application of AOI (Automatic Optical Inspection) based on SIFT. Since the correspondences result using SIFT descriptor have many wrong points for aligning, this paper modified and classified those points by five measures called the CCFMR (Cascade Classifier for False Matching Reduction) After reduced the false matching, rotation and translation are estimated by point selection method. Experimental results show that the proposed method has fewer fail matching in comparison to commercial software MIL 8.0, and specially, less than twice with the well-controlled environment’s data sets (such as AOI system). The rotation and translation accuracy is robust than MIL in the noise data sets, but the errors are higher than in a rotation variation data sets although that also meaningful result in the practical system. In addition to, the computational time consumed by the proposed method is four times shorter than that by MIL which increases linearly according to noise.

카메라-레이저스캐너 상호보완 추적기를 이용한 이동 로봇의 사람 추종

김형래(Hyoung-Rae Kim),최학남(Xue-Nan Cui),이재홍(Jae-Hong Lee),이승준(Seung-Jun Lee),김학일(Hakil Kim) 제어로봇시스템학회 2014 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.20 No.1

This paper proposes a method of tracking an object for a person-following mobile robot by combining a monocular camera and a laser scanner, where each sensor can supplement the weaknesses of the other sensor. For human-robot interaction, a mobile robot needs to maintain a distance between a moving person and itself. Maintaining distance consists of two parts: object tracking and person-following. Object tracking consists of particle filtering and online learning using shape features which are extracted from an image. A monocular camera easily fails to track a person due to a narrow field-of-view and influence of illumination changes, and has therefore been used together with a laser scanner. After constructing the geometric relation between the differently oriented sensors, the proposed method demonstrates its robustness in tracking and following a person with a success rate of 94.7% in indoor environments with varying lighting conditions and even when a moving object is located between the robot and the persn.