A New Interpretation of the Compass Gradient Edge Operators

박래홍,최우영,Park, Rae-Hong,Choi, Woo Young The Institute of Electronics and Information Engin 1987 전자공학회논문지 Vol.24 No.1

The edge, a discontinuity or abrupt change in the gray-level or color, is a fundamentally important primitive feature of an image necessary for the image analysis and classification. Two-dimensional 3x3 compass gradient operators (ex. Sobel, Prewitt, and Kirsch operators)are commonly used in the edge detection and usually detect 8 compass directional components. In this paper, we present a new interpretation of the relationships between the resulting 8 gradient magnitudes and the 8 intensity values of neighboring pixels which are covered by the two-dimensional 3x3 mask. It is expected that a new gradient edge operator may be designed by changing the eigenvalues in the transform domain and the fast optical edge operator may be implemented by using the optical system.

TV?面 解像度와 所要 周波數 帶域幅에 관한 ?究

朴來弘(PARK RAE HONG),李忠雄(LEE CHOONG WOONG) 대한전기학회 1979 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1979 No.8

여러 스케일을 이용한 다각형 근사화 알고리즘

박래홍(Rae-Hong Park),지용화(Yong Hwa Jee) 한국정보과학회 1993 정보과학회논문지 Vol.20 No.3

단일 스케일 파라미터를 갖는 기존의 다각형 근사화 방법에서는 여러 스케일 성분을 갖는 복잡한 contour를 잘 표현할 수 있는 최소한의 중요점을 추출하는 것은 어려운 문제이다. 이에 본 논문에서는 기존의 방법에 근거한 여러 스케일 다각형 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법은 완만히 변하는 contour 부분에는 큰 스케일 파라메터로, 세밀한 성분의 contour 부분에는 작은 스케일 파라메터값을 선택한다. 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다. With the conventional polygonal approximation techniques using a fixed scale parameter, it is difficult to extract the minimum number of critical points which represent properly complex contours having various details. Thus, in this paper, a multiscale polygonal approximation algorithm based on the conventional one is proposed. The proposed scheme chooses a large scale parameter for the smoothly changing contour segments while it selects a small one for the segments with fine details. Computer simulation shows that the proposed scheme gives better performance than the conventional one.

2차원 이산 웨이브렛 변환을 위한 효율적인 VLSI 구조

반성범,박래홍,지용,Pan, Sung-Bum,Park, Rae-Hong,Jee, Yong 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.37 No.1

This paper proposes efficient VLSI architectures for computation of the 2- D discrete wavelet transform (DWT). The two proposed VLSI architectures for the 2- D DWT are constructed based on block-based computation Each $M{\times}N$ ($N{\times}M$) block DWT is performed along the row (column) direction simultaneously, where M and N denote the number of filter taps and the number of columns (rows), respectively The proposed architectures compute the lowpass and highpass output sequences of the 1 - DWT along the row and column directions using a single architecture In alternate clock cycles Therefore the extra processing units required for the proposed architectures are much smaller than those of the conventional architectures They are modeled In very high speed Integrated circuit hardware description language (HIDL) and Simulated to show their functional validity. 본 논문은 2차원 DWT 계산을 위한 효율적인 VLSI 구조를 제안한다 제안한 두 개의 구조는 $M{\times}N$ ($N{\times}M$) 블록 단위로 2 D DWT를 계산한다 각각의 블록에서 2 D DWT의 계산은 행 (열) 방향으로 동시에 계산한다 M은 필터 탭 수를 나타내고 N은 열 (행)을 나타낸다 그리고 행과 열 방향으로 1차원 DWT를 계산할 때 저주파와 고주파 성분을 하나의 구조에서 번갈아 계산하도록 하였다 그러므로 제안한 구조는 기존의 구조에 비해 부가적인 처리 유닛이 적게 필요하다 VHDL를 이용하여 모델링하고 시뮬레이션하여 제안한 구조가 정상적으로 동작함을 확인하였다.

Efficient Algorithms for Motion Parameter Estimation in Object-Oriented Analysis-Synthesis Coding

이창범,박래홍,Lee Chang Bum,Park Rae-Hong Korea Information Processing Society 2004 정보처리학회논문지B Vol.11 No.6

객체지향 분석-합성 부호화는 일련의 영상들을 여러 개의 동 객체로 분할한 후 각 객체의 움직임을 추정하고 보상한다. 그것은 각 객체에 있는 움직임 정보를 추정하기 위해 변환 파라미터 기법을 적용하는데 이때 변환 파라미터 기법은 그레디언트 연산자를 사용하기 때문에 매우 복잡한 계산이 요구된다. 본 논문의 목적은 객체지향 분석-합성 부호화에서 계층적 구조를 사용한 효율적인 변환파라미터 기법을 개발하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해 본 논문은 계층적 구조를 사용한 하이브리드 변환파라미터 추정 방법과 적응형 변환 파라미터 방법의 두 가지 알고리듬을 제안한다. 전자는 파라미터 검증 방법을 사용하는데 원 영상을 1/4로 축소한 저해상도 영상에서 파라미터 검증 처리 방법에 의해 6-파라미터 또는 8-파라미터로 추정한다. 후자는 동일한 계층적 방법을 적용한 다음 변환 파라미터를 적응적으로 추정하기 위해 temporal co-occurrence 행렬에 기반 한 움직임 량을 측정하는 움직임 판단기준을 사용한다. 이러한 방법은 고속이며, 병렬처리 기법을 사용할 경우 쉽게 하드웨어로 구현할 수 있는 이점이 있다. 이론 분석 및 모의시험 결과 제안한 방법이 기존 방법에 비해 약 1/4 정도로 월등한 계산량 감축을 얻을 수 있었으며, 아울러 제안한 방법들에 의해 복원된 신호대 잡음비는 6-파라미터와 8-파라미터 추정 방법에 의해 복원된 결과들 사이에 있음을 보여 준다. Object-oriented analysis-synthesis coding (OOASC) subdivides each image of a sequence into a number of moving objects and estimates and compensates the motion of each object. It employs a motion parameter technique for estimating motion information of each object. The motion parameter technique employing gradient operators requires a high computational load. The main objective of this paper is to present efficient motion parameter estimation techniques using the hierarchical structure in object-oriented analysis-synthesis coding. In order to achieve this goal, this paper proposes two algorithms : hybrid motion parameter estimation method (HMPEM) and adaptive motion parameter estimation method (AMPEM) using the hierarchical structure. HMPEM uses the proposed hierarchical structure, in which six or eight motion parameters are estimated by a parameter verification process in a low-resolution image, whose size is equal to one fourth of that of an original image. AMPEM uses the same hierarchical structure with the motion detection criterion that measures the amount of motion based on the temporal co-occurrence matrices for adaptive estimation of the motion parameters. This method is fast and easily implemented using parallel processing techniques. Theoretical analysis and computer simulation show that the peak signal to noise ratio (PSNR) of the image reconstructed by the proposed method lies between those of images reconstructed by the conventional 6- and 8-parameter estimation methods with a greatly reduced computational load by a factor of about four.

거리영상과 밝기영상의 fusion을 이용한 영상분할

장인수,박래홍,Chang, In-Su,Park, Rae-Hong 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.9

본 논문에서는 거리영상과 발기영상의 fusion을 이용한 영상분할을 제안한다. Bayes 이론을 기반으로 하여 Markov random field (MRF)로 선험적인 정보를 모델링한다. 거리영상과 밝기영상에서 추출한 특징을 이용하여 maximum a posteriori (MAP) 추정기를 구성한다. 거리영상에서 물체는 국부적인 평면으로 근사되어 각 점마다 평면 계수를 추정해 계수 공간을 구성한다. 밝기영상에서는 ${\alpha}$ 트림드 (${\alpha}$-trimmed) 분산이 밝기특성을 구성한다. 각 공간상의 특징을 에지에 대한 likelihood를 설정하여 구성된 MAP 추정기를 최적화함으로써 영상을 분할한다. 모의실험을 통해 제안된 구조가 그림자, 잡음 그리고 광원의 blurring에 관계없이 영상을 잘 분할한 것을 보였다. This paper proposes an image segmentation algorithm based on fusion of range and intensity images. Based on Bayesian theory, a priori knowledge is encoded by the Markov random field (MRF). A maximum a posteriori (MAP) estimator is constructed using the features extracted from range and intensity images. Objects are approximated by local planar surfaces in range images, and the parametric space is constructed with the surface parameters estimated pixelwise. In intensity images the ${\alpha}$-trimmed variance constructs the intensity feature. An image is segmented by optimizing the MAP estimator that is constructed using a likelihood function based on edge information. Computer simulation results shw that the proposed fusion algorithm effectively segments the images independentl of shadow, noise, and light-blurring.

이산 웨이브렛 변환을 위한 효율적인 VLSI 구조

반성범,박래홍,Pan, Sung-Bum,Park, Rae-Hong 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.6

본 논문은 1차원 DWT 계산을 위한 효율적인 VLSI 구조를 제안한다. 제안한 구조는 $a_nh_m$을 이용하여 웨이브렛 저주파 및 고주파 성분을 계산한다. 반면에 기존의 구조는 $a_nh_m$과 $a_ng_m$을 이용하여 계산한다. an, hm, 그리고 gm은 각각 입력 시퀸스, 웨이브렛 저주파 및 고주파 계수를 나타낸다. 제안한 구조는 Daubechies 웨이브렛 필터 사이의 계수 관계식을 이용하여 좀 더 효율적으로 Daubechies 웨이브렛을 구할 수 있다. 제안한 구조와 기존 구조의 성능을 비교하여 제안한 구조는 부가적인 블록이 필요없는 반면에 기존의 구조는 부가 블록이 필요함을 제시하였다. 또한 VHDL를 이용하여 모델링하고 시뮬레이션하여 제안한 구조가 정상적으로 동작함을 확인하였다. This paper proposes efficient VLSI architecture for computation of the 1-D discrete wavelet transform (DWT). The proposed VLSI architecture computes the wavelet lowpass and highpass output sequences using the product term anhm, $n,m{\ge}0$, where an and hm denote the imput sequence and the wavelet lowpass filter coefficient, respectively. Whereas the conventional architectures compute the lowpass and highpass output sequences using the product terms anhm and angm, respectively, where gm denotes the wavelet highpass filter coefficient. The proposed architecture is applied to computation of the Daubechies 4-tap wavelet transform using the relationships between the Daubechies wavelet filter coefficients. Performance comparison of various architectures for computation of the 1-D DWT are presented. Note that the proposed architecture does not require extra processing units whereas the conventional architectures need them. Also it is modeled in very high speed integrated circuit hardware description language (VHDL) and simulated to show its functional validity.

이차원 물체 정합을 위한 Robust Oriented Hausdorff Measure

심동규,박래홍,Sim, Dong-Gyu,Park, Rae-Hong 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.11

본 논문은 2-D 물체 정합을 위한 robust oriented Hausdorff measure (ROHM)을 제안하였다. 이 ROHM은 기존의 Hausdorff distance (HD) 알고리듬의 거리 개념을 Hough 변환의 누적기법으로 대치함으로써 제안되었다. 제안한 알고리듬은 distance transform (DT)을 사용하는 변형된 Hough transform으로 생각할 수 있다. 또한 각 화소의 방향각을 사용하여 부적절한 대응관계를 제거하였다. 여러가지 실험영상을 이용한 실험을 통하여 제안한 알고리듬이 기존의 알고리듬들에 비하여 효율적임을 보였다. This paper proposes a robust oriented Hausdorff measure (ROHM) for 20D object matching. The ROHM is introduced by replacing the distance concept of the conventional Hausdorff distance (HD) algorithm by the accumulation scheme of the Hough transform (HT). The proposed algorithm can be considered as the modified directed HT using the distance transform (DT). The orientation information at each pixel is also used for removing incorrect correspondences. Experiments with various test images show that the performance of the proposed algorithm is better than that of conventional HD algorithms considered.

DCT 영역에서의 인간의 시각적 특성을 이용한 정지 영상 워터마킹 방법

권오형,박래홍,Kwon O-Hyung,Park Rae-Hong 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.12C

본 논문에서는 DCT 평면에서 modulation transfer function (MTF)을 사용한 정지영상 워터마킹 방법을 제안하였다. 정지영상에 삽입된 워터마크의 가시성을 줄이기 위하여 인간의 시각적 특성을 나타내는 MTF를 사용하였다. 제안한 워터마킹 방법이 lowpass filtering 및 cropping 등의 공격에 강인한 특성을 나타내었다. 공간평면과 DCT 평면 사이의 에너지 상관관계를 이용하여 DCT 평면에서 삽입될 워터마크의 길이와 공간 평면에서 원하는 peak signal to noise ratio (PSNR)가 주어졌을 때 DCT 평면에서 워터마크 weighting factor를 구하는 식을 유도하였으며, 원하는 PSNR과 공간평면 및 DCT 평면에서 계산된 PSNR이 본 실험에서 사용한 7가지 영상에 대하여 최대 0.07dB이내로 오차를 나타내었다. In this paper, we propose a digital watermarking method for still images, in which the human visual system (HVS) is used in the discrete cosine transform (DCT) domain. The modulation transfer function (MTF) of the HVS model is employed to increase the invisibility of the inserted watermark in images. The proposed watermarking method is shown to be robust to several common image processing techniques, including lowpass filtering and cropping. Also, using the energy relationship of the DCT, we derive the equation that directly computes the watermark weighting factor in the DCT domain for the specified peak signal to noise ratio (PSNR) of the still image and the length of watermark to be inserted. The difference between desired PSNR and PSNR in spatial domain is within 0.07dB for the 7 test images.

MPEG-4 동영상 압축에서 비트율과 오류 내성을 고려한 인트라 업데이트

김우식,박래홍,Kim, Woo-Shik,Park, Rae-Hong 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.39 No.6

동영상 압축에서 움직임 보상은 뛰어난 압축 효율을 보이는 반면에 어느 한 시점에서 오류가 발생할 경우 그 시점 이후로 계속해서 오류가 확산된다는 단점이 있다. 인트라 업데이트 방법은 이러한 오류의 확산을 차단하는 방법이다. 그러나 인트라 업데이트 방법은 압축의 효율을 떨어뜨린다는 단점이 있다. 본 논문에서는 오류의 영향과 비트율 제어를 함께 고려하여 인트라 업데이트를 할 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 비트율과 왜곡의 값을 추정하고 라그랑지안 최적화를 통해 부호화 모드와 양자화 파라메터를 선택하는 방법으로 MPEG-4 코덱에 적용하여 실험하였다. 실험 결과는 제안된 방법이 기존의 방법보다 패킷 손실과 같은 오류 환경에서 더 좋은 화질을 나타내는 것을 보여준다. Motion compensation is a powerful method to compress an image sequence. Its main drawback is that once an error is occurred, the error propagates through the frames. Recently, the intra update method was proposed to stop the error propagation at the expense of reduction in compression efficiency. This paper proposes an intra update method based on a rate-distortion optimization in error prone environments. The rate and the distortion are estimated using the Lagrangian optimization to select the coding mode and the quantization step size. The proposed method is applied to MPEG-4 codec, and the experimental results show that it is robust to the error such as packet losses comparing with the conventional ones.