단일 자연영상에서 그림자 밝기의 선형성을 이용한 그림자 검출

황동국,박종천,전병민,Hwang, Dong-Guk,Park, Jong-Cheon,Jun, Byoung-Min 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.6

본 논문은 그림자의 기하학 정보와 광원의 종류 및 방위에 관계없이 그림자 밝기가 점진적으로 변하거나 변화가 없다는 가정과 그림자는 어둡다는 공리를 기반으로 임의의 복잡한 자연 영상에서 그림자를 검출하는 기법을 제안한다. 먼저, 전처리를 통하여 그림자 후보영상을 검출한다. 다음으로, 인접화소들 사이의 선형독립성을 낮추기 위하여 유사 밝기를 대표 밝기로 표현하는 균일 양자화를 수행한다. 마지막으로, 그림자 밝기의 선형적 변화 특성을 이용하여 선형독립성이 낮은 그림자를 검출한다. 임의의 단일 자연영상의 실험에서, 제안한 알고리즘은 본영과 단색 배경을 갖는 반영 및 셀프그림자의 검출에 강건함을 보였다. This paper proposes a novel approach to shadow detection from a single natural image regardless of orientation and type of light sources. This approach is based on the assumption that shadow brightness changes linearly, and the axiom that a region cast shadow on is darker than that not having shadow under the same environment. Firstly, candidates for shadow are extracted by preprocessing. Then, they are quantized to replace the similar values with a representative value because of the more quantization steps of a pixel brightness, the higher linear independency among the neighboring pixels. Finally, shadows are detected according to linear independency of shadow brightness based on the assumption. The experimental results showed the proposed approach can robustly detect umbra as well as self-shadow and penumbra cast on a single-colored background.

선형적 밝기의 비균일 양자화에 기반한 그림자 검출

황동국(Dong-Guk Hwang),박종천(Jong-Cheon Park),전병민(Byoung-Min Jun) 한국엔터테인먼트산업학회 2008 한국엔터테인먼트산업학회 학술대회 논문집 Vol.2 No.1

그림자는 물체와 빛의 관계에 의해 생성되는 현상으로 객체를 분할 또는 추출할 경우 객체와 함께 또는 독립된 객체로 분할되거나 추출됨으로 장애요인이다. 따라서 본 논문은 임의의 자연영상에서 그림자의 선형적 밝기 변화를 이용하여 그림자를 효과적 검출하기 위해 선형의존성(linear dependency)을 높이기 위한 방안으로 비균일 양자화(nonuniform quantization) 기법을 제안한다. 이러한 기법은 기하학 정보, 광원의 종류 및 방위에 독립적일 수 있다. 먼저, 잡음제거를 위해 색불변모델(color invariant model)을 이용하여 밝기를 추출하고 메디언필터를 적용한 후 공리에 기반한 임계화로 후보영상을 검출한다. 다음으로, 유사 밝기를 대표 밝기로 표현하는 양자화를 수행한다. 이는 그림자 밝기의 선형의존성을 높이기 위함이다. 마지막으로, 그림자 밝기의 선형적 변화 특성에 따라 랭크(rank)를 이용하여 그림자를 검출한다. 임의의 단일 자연영상의 실험에서, 제안한 알고리즘은 본영과 단색 배경을 갖는 반영 및 셀프그림자의 검출에 강건함을 보였다.

입술 특징점에 기반한 입의 기하학적 왜곡 보정

황동국(Hwang Dong-Guk),박희정(Park Hee-Jung),전병민(Jun Byoung-Min) 한국콘텐츠학회 2003 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.1 No.2

본 논문은 기하학적으로 왜곡된 입 모양을 보정하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 특징추출 단계와 보정 단계로 구성된다. 특징추출 단계에서는 원영상과 목정영상의 입술모델에 따라 각각의 특징과 특징점을 찾고 보정 단계에서는 부분 영상의 사상위치를 결정하고 어파인 변환을 적용하여 입의 왜곡을 보정한다. 여러 형태의 입모양을 실험한 결과, 많은 부분에 존재하는 왜곡이 보정된 것으로 나타났다. In this paper, we propose a method that corrects the geometric distortion of mouth in an image. the method is composed of two steps - detecting key points and correcting geometric distortion. First, key points of lips in source and destination images are found by using lips detection algorithm. Then, the two images are mapped by using affine transformation and information found in first step. In experiment result for various mouths with different geometric distortion, we found that the proposed method have satisfactory efficiency.

비균일 조명에서 색도의 국지성에 기반한 색 항등성

황동국(Hwang Dong Guk),이우람(Lee Woo Ram),전병민(Jun Byoung Min) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

단일 영상에서 선형시스템 기반 그림자 검출

황동국(Hwang Dong Guk),박종천(Park Jong Cheon),전병민(Jun Byoung Min) 한국통신학회 2007 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.7

선형의존을 이용한 그림자 검출

황동국(Hwang dong-guk),박종천(Park jong-cheon),전병민(Jun byoung-min) 한국콘텐츠학회 2007 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.5 No.1

그림자는 영상 객체 분할에서 객체의 형태 정보를 왜곡하고 배경의 가시성을 약화시킨다. 이러한 이유로 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나 여전히 난제로 남아 있다. 본 논문은 그림자 밝기 변화 특성을 이용하여 하나의 복잡한 자연 영상에서 그림자를 검출하는 기법을 제안한다. 제안한 방법은 영상획득장비 정보와 그림자의 기하학적 정보를 사용하지 않으며 크게 두 과정으로 구성된다. 먼저, 밝기영상을 추출하고 가변 메디안 필터를 적용 후 특정 밝기 이상의 화소를 제거한다. 다음으로, 이전 과정에서 얻어진 영상을 양자화하고 선형 의존 성질을 적용하여 그림자를 검출한다. 실험은 여러 종류의 자연영상에서 수행되었으며 실험결과는 제안한 알고리즘이 선형의존 특성을 갖는 그림자 검출에 강건하다는 것을 보였다. Shadow distorts the shape of objects in image analysis and makes the visuality of objects' background weak. For these reasons, several methods on shadow detection or removal have been proposed so far, but this issue still remains in one of difficult problems. In this paper, we propose a nobel method to detect shadow by using brightness property of shadow from a single, complex, and natural image. Our method composed of two steps doesn't use the informations: shadow geometry, image acquisition device, and the orientation of light source. At the first step, a brightness image extracted from a color image by invariant color model is applied variable median filter to, and then brightness values with more than a specified value are removed. Next, the image obtained in the previous step is quantized and shadow regions are detected by using linear dependency. Experiment results in natural images showed that our method can robustly detect shadows with linearly dependent property.

비균일 양자화와 그림자 밝기의 선형성을 이용한 그림자 검출

황동국(Hwang, Dong-Guk),박종천(Park, Jong-Cheon),전병민(Jun, Byoung-Min) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문은 그림자 밝기의 선형적 변화를 비균일하게 양자화하여 그림자를 검출하는 기법을 제안한다. 그림자의 밝기의 선형성 적용은 기하학 정보, 광원의 종류 및 방위에 독립적일 수 있다는 장점이 있 다. 이 기법은 그림자 밝기가 점진적으로 변하거나 변화가 없다는 가정과 그림자는 어둡다는 공리를 기반한다. 먼저, 전처리를 통하여 그림자 후보영상을 검출한다. 다음으로, 인접화소들 사이의 선형의존 성을 낮추기 위하여 유사 밝기를 대표 밝기로 표현하기 위해 양자화 한다. 이때 선형성을 증가시키위 해 등비수열을 이용하여 비균일 양자화한다. 마지막으로, 그림자 밝기의 선형적 변화 특성을 이용하여 선형의존성이 높은 그림자를 검출한다. 임의의 단일 자연영상의 실험에서, 제안한 알고리즘은 본영과 단색 배경을 갖는 반영 및 셀프그림자의 검출에 강건함을 보였다.

비균일 조명에서 확률에 기반한 표면 반사계수 추정

황동국(Dong-Guk Hwang),김달현(Dal-Hyoun Kim),전병민(Byoung-Min Jun) 한국엔터테인먼트산업학회 2010 한국엔터테인먼트산업학회논문지 Vol.4 No.1

본 논문은 비균일 조명하에서 확률에 기반하여 표면 반사계수를 추정하는 색 항등성 기법을 제안한다. 표면 반사계수를 결정하기 위해, 비균일 조명에서의 장면 일루미넌트를 기지 일루미넌트와 가산 일루미넌트의 합으로 모델링하고 기지 일루미넌트 및 기하학 요소의 효과를 감소시킨다. 이는 Max-RGB와 색도 평면으로의 프로젝션에 의해 이루어진다. 이러한 두 연산의 결과인 추정 반사계수의 색도가 nRGB 공간에서 표면 반사계수들의 색도를 중심으로 국지적으로 산포하는 특성을 가지기 때문에 추정 반사계수의 RGB 채널별 확률분포를 이용하여 가산 반사계수를 감소시킨다. 실험에서, 제안 알고리즘의 인자 분석을 위해 Barnard의 합성 데이터와 성능 평가를 위해 500개 이상의 영상으로 구성된 Ebner 데이터셋을 사용 하였으며 평가 척도로 항등성 척도, 색 공간 척도 그리고 색 항등성 척도을 사용하였다. 객관적인 색 항등성를 제시하기 위해, 대표적인 색 항등성 알고리즘들인 Max-RGB, GW 그리고 Retinex의 성능이 비교되었다. 실험 결과는 금속 영상을 제외한 램버트 영상, 부전도 영상 그리고 형광 영상들에서 비교 대상 알고리즘들 보다 높은 성능을 나타냈다. This paper proposes a color constancy algorithm that estimates surface reflectance based on probability under non-uniform illumination. To determine surface reflectances from an image, the scene illuminant under the illumination is modeled as the sum of a basic illuminant and an additional illuminant, and the effect of the basic illuminant and the geometric factor are removed or decreased by Max-RGB and a projection onto the chromatic plane. Also, because estimated reflectances, which result from the two operations above, have the characteristic that they are almost put around an original surface refectance on the chromatic plane, the effect of the additional illumiant is decreased using a PDF every channel made on the basis of this characteristic. In this experiments, the synthesized data that Barnard et al. had collected was used to analyze arguments of our algorithm, Ebner"s datasets composed of about 500 images were adopted to evaluate performance, and the color constancy measure was employeed as evaulation measure. the experiment results showed that the perfonamce of our algorithm was higher than those of Max-RGB, GW and Retinex in the three datasets except the matallic dataset.

X-색도 공간에서 ROI의 전방향 프로젝션과 백색패치의 평행이동에 의한 본질 영상 획득

김달현,황동국,이우람,전병민,Kim, Dal-Hyoun,Hwang, Dong-Guk,Lee, Woo-Ram,Jun, Byoung-Min 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지B Vol.18 No.2

흑체의 온도 변화에 대한 영상의 색차를 줄이는 본질 영상은 단일 불변 방향을 검출하고 백색 장면 조명체를 기반으로 하기 때문에 실영상에 존재하는 다수의 불변 방향과 유색 장면 조명체에 취약하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 ${\chi}$-색도 공간에서 ROI의 전방향프로젝션과 백색패치의 평행이동을 통해 불변 방향을 검출하는 본질 영상 획득 기법을 제안한다. 3차원 RGB 공간 분석의 어려움으로 인하여, 본 논문 또한 밝기가 고려되지 않은 ${\chi}$-색도 공간을 사용한다. 이 공간에서 유색 조명체의 효과는 백색패치의 평행이동을 통해 감소시키고, 색차에 따라 가상의 선분으로 나타나는 불변 방향은 ROI의 전방향 프로젝션을 통해 검출한다. 다수의 불변 방향을 고려하여 ROI 선택은 3D 히스토그램에서 빈도수에 의해 결정한다. 검출 후, 본질 영상은 불변 방향의 직교 방향으로의 프로젝션과 RGB영상으로의 역변환 과정을 통해 획득된다. 실험에서 Ebner가 제안한 데이터집합을 실험 영상으로 이용하였고, 불변 방향의 표준편차와 색항등성 측도를 평가 측도로 사용하였다. 제안한 기법의 실험 결과는 엔트로피 기법보다 불변 방향의 표준 편차가 낮았으며, 기존의 기법에 비해 색항등성이 2배 이상 높았다. Algorithms for intrinsic images reduce color differences in RGB images caused by the temperature of black-body radiators. Based on the reference light and detecting single invariant direction, these algorithms are weak in real images which can have multiple invariant directions when the scene illuminant is a colored illuminant. To solve these problems, this paper proposes a method of acquiring an intrinsic image by omnidirectional projection of an ROI and a translation of white patch in the ${\chi}$-chromaticity space. Because it is not easy to analyze an image in the three-dimensional RGB space, the ${\chi}$-chromaticity is also employed without the brightness factor in this paper. After the effect of the colored illuminant is decreased by a translation of white patch, an invariant direction is detected by omnidirectional projection of an ROI in this chromaticity space. In case the RGB image has multiple invariant directions, only one ROI is selected with the bin, which has the highest frequency in 3D histogram. And then the two operations, projection and inverse transformation, make intrinsic image acquired. In the experiments, test images were four datasets presented by Ebner and evaluation methods was the follows: standard deviation of the invariant direction, the constancy measure, the color space measure and the color constancy measure. The experimental results showed that the proposed method had lower standard deviation than the entropy, that its performance was two times higher than the compared algorithm.

PC-기반 폐활량기를 이용한 천식 관리 시스템 설계 및 구현

박종천(Park, Jong-Cheon),황동국(Hwang, Dong-Guk),이우람(Lee, Woo-Ram),전병민(Jun, Byoung-Min) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

천식환자의 폐활량 측정 및 관리는 정기적으로 검사되어 관리될 필요가 있는 매우 중요한 관리 항목이다. 본 연구는 천식환자의 폐활량을 정기적으로 관리할 수 있도록 PC-기반 폐활량기를 이용한 천식환자의 폐활량 측정 및 관리 시스템의 설계 및 구현에 관한 연구이다. 폐활량 검사는 크게 3종류 구성되며, 본 연구는 노력성 폐활량 검사(Forced Vital Capacity Test)를 1차적으로 설계 및 구현 방법을제안하였다. FVC 검사의 목적은 폐질환의 진단, 중증도 그리고 치료효과 판정, 기관지 천식의 진단 및관리, 수술시 마취방식의 결정 등으로 무엇보다 정확한 검사와 정기적인 검사를 필요로 하는 중요한검사이다. FVC 검사는 검사과정에서 천식환자에게 많은 노력을 필요로 하는 힘든 검사로서 검사자의도움이 필수적이므로 폐활량 검사 프로그램 개발에 있어 고려되어 알고리즘이 효율적으로 개발되어야한다. 본 시스템은 휴대형 폐활량기(Spirometer)를 PC에 연결하고, 폐활량을 측정할 수 있도록 구성되었고, 검사 내용은 PC의 DB에 저장하고, 추후에 정기적으로 서버의 DB로 전송함으로서 보다 더 폭넓은 관리를 가능하도록 하며 천식환자는 서버가 제공하는 웹 사이트를 이용함으로서 자신의 건강관리를 가능하도록 구성된다. FVC 검사 프로그램은 정확한 검사와 편리한 사용자 인터페이스를 제공하도록 설계 및 구현하였고 따라서 자체 개발된 폐활량기를 PC-기반 프로그램으로 제어 가능함으로서추후 다양한 임상실험의 데이터 확보, 기능의 확장과 성능의 개선을 할 수 있고, 좀 더 편리하고, 정확한 폐활량측정이 가능 할 것이다.