관계영상정합을 이용한 초기근사값 결정

조우석 ( Woo Sug Cho ) 大韓遠隔探査學會 1996 大韓遠隔探査學會誌 Vol.12 No.1

이 연구는 수치사진측량의 기본과정 중의 하나인 입체영상 표정에서 관계영상정합(relational matching)을 이용한 초기 근사값 결정에 관한 연구를 목적으로 한다. 수치업체영상에 대한 상호표정(relative orientation)을 자동화하기 위한 연구가 수치사진측량(Digital Photogrammetry) 및 컴퓨터 비전(Computer Vision) 분야에서 많이 이루어져 왔다. 그러나 현재까지의 자동화된 상호 표정에 있어서는 초기 근사값 산정에 의한 문제가 제약조건이 되어 왔으므로, 보다 일반적인 적용을 목적으로 관계영상정합이 제안되고 이에 대해 연구가 시작되었다. 이 연구에서는 특수한 관계설정(relational description)을 사용하여, 초기 근사값을 결정하는 보다 유연한 방법이 제시되고 적용되었으며. Cost 함수를 평가함수(evaluation function)로 적용하였다. 본 연구에서 제시된 관계정합방법에 일부로서 매칭오류(mismatch) 탐색과정을 부가하였다. 또한, 반복적인 형태, 파단선, 사각지역 등이 다수 포함되어 있는 도심지의 영상에 대해 적용하므로서 본 연구에서 제시된 관계영상정합이 실제 적용가능하다는 것을 입증하였다. 영상정합의 분야에서의 관계영상정합에 대한 이 연구는 기존의 영상정합법에 대한 장단점을 도출하였으며, 수치사진측량 분야에서의 관계영상정합의 응용과 개발에 대한 향후의 연구방향을 제시하였다. The objective of this research is to investigate the potential of relational matching in one of the fundamental photogrammetric processes, that is initial approximation problem. The automatic relative orientation procedures of aerial stereopairs have been investigated. The fact that the existing methods suffer from approximations, distortions (geometric and radiometric), occlusions, and breaklines is the motivation to investigate relational matching which appears to be a much more general solution. An elegant way of solving the initial approximation problem by using distinct(special) relationship from relational description is suggested and experimented. As for evaluation function, the cost function was implemented. The detection of erroneous matching is incorporated as a part of proposed relational matching scheme. Experiments with real urban area images where large numbers of repetitive patterns, breaklines, and occluded areas are present prove the feasibility of implementation of the proposed relational matching scheme. The investigation of relational matching in the domain of image matching problem provides advantages and disadvantages over the existing image matching methods and shows the future area of development and implementation of relational matching in the field of digital photogrammetry.

항공사진과 항공레이저 데이터를 이용한 건물 자동추출

조우석 ( Woo Sug Cho ),이영진 ( Young Jin Lee ),좌윤석 ( Yoon Seok Jwa ) 大韓遠隔探査學會 2003 大韓遠隔探査學會誌 Vol.19 No.4

본 논문은 수동센서인 항공카메라와 능동센서인 레이저스캐너의 상호 보완적인 특징을 이용하여 지표면에 존재하는 다양한 지형지물 중 건물을 자동으로 추출하는 알고리즘에 대한 연구이다. 제안하는 건물추출 알고리즘은 처리 단계별로 사용되는 데이터의 형태에 따라 point level process, polygon level process, parameter space level process의 세 단계로 나눌 수 있다. 첫 번째 단계인 point level process에서는 LIDAR의 점 데이터에서 과대오차를 제거하고 건물후보점들을 추출하여 같은 특성을 갖는 점들을 모아 폴리곤을 제작한다. 두 번째 단계에서는 면적조건과 circularity를 이용하여 수목 폴리곤을 제거하고, 건물 폴리곤 사이의 포함관계를 정립한다. 마지막 단계에서는 이전 단계의 최종 건물 폴리곤을 공선조건식을 이용하여 항공사진 위에 투영하고 모폴로지 필터링을 통해 탐색영역을 제한한 후, Hough 변환의 파라미터 공간에서 다양한 가정과 제약조건을 이용하여 건물의 외곽선을 추출한다. 제안된 알고리즘에 의해 자동으로 추출된 건물 외곽선의 정확도를 검증하기 위하여 건물 모서리점의 3차원 좌표를 결정하였고, 이를 수치사진측량시스템에서 관측한 결과와 비교하였다. 실험결과 각 건물 모서리점의 평균제곱근오차는 X, Y, Z 각 방향으로 ±8.1cm, ±24.7cm, ±35.9cm로 나타났다. This paper presents an algorithm that automatically extracts buildings among many different features on the earth surface by fusing LIDAR data with panchromatic aerial images. The proposed algorithm consists of three stages such as point level process, polygon level process, parameter space level process. At the first stage, we eliminate gross errors and apply a local maxima filter to detect building candidate points from the raw laser scanning data. After then, a grouping procedure is performed for segmenting raw LIDAR data and the segmented LIDAR data is polygonized by the encasing polygon algorithm developed in the research. At the second stage, we eliminate non-building polygons using several constraints such as area and circularity. At the last stage, all the polygons generated at the second stage are projected onto the aerial stereo images through collinearity condition equations. Finally, we fuse the projected encasing polygons with edges detected by image processing for refining the building segments. The experimental results showed that the RMSEs of building comers in X, Y and Z were 8.1cm, 24.7cm, 35.9cm, respectively.

RFM을 이용한 고해상도 인공위성 센서모델링

조우석 ( Woo Sug Cho ),이동구 ( Dong Goo Lee ) 大韓遠隔探査學會 2002 大韓遠隔探査學會誌 Vol.18 No.6

일반적으로 위성영상으로부터 위치정보를 획득하기 위해서는 센서와 촬영대상간의 기하학적 관계를 규명하는 센서모델링이 선행되어야 한다. 그러나 Linear CCD (Charge Coupled Device) 배열에 의해 얻어지는 Pushbroom 위성영상은 Frame 센서에 의해 얻어지는 영상과 달리 영상을 획득하는 동안에 투영중심의 위치와 자세가 시간에 따라 변하기 때문에 정확한 센서모델링에 어려움이 있다. 또한 영상에 대한 궤도정보가 알려지지 않거나 불확실한 경우에는 물리적 센서모델의 적용에 어려움이 따르게 된다. 따라서 본 논문에서는 인공위성의 궤도정보가 알려지지 않거나 불확실한 경우에 Frame, Pushbroom, Whiskbroom, SAR 영상 등 다양한 영상자료에 적합한 센서모델로서 RFM(Rational Function Model)의 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해서 KOMPSAT EOC 영상과 SPOT영상에 RFM을 적용하였으며, 지상기준점을 20개, 30개, 40개, 50개, 50개, 70개의 경우로 나누어 지상기준점의 개수와 배치 및 RFM 계수의 차수변화에 따른 RFM의 정확도를 분석하였다. 또한 수학적 모델 중에 하나인 DLT를 구현하여 RFM과 비교하였다. In general, in order to obtain position information from satellite images, satellite sensor model which represents the geometric relationship between sensor and targeted area should be established in the first place. However, it is not simple for modelling pushbroom satellite sensor due to the image capturing process. In recent development of new generation imaging sensors, a generic sensor model, which is applicable to all types of sensors such as frame, pushbroom, whiskbroom, and SAR is in great need to the remote sensing and photogrammetry community. In this paper, the RFM as sensor model was implemented with KOMPSAT EOC and SPOT satellite images and analyzed in cases where the number and distribution of ground control points were varied. The test results of RFM were presented and compared with those of Direct Linear Transformation(DLT).

Förstner Interest Operator in Scale Space

조우석(CHO Woo-Sug) 대한공간정보학회 1996 대한공간정보학회지 Vol.4 No.1

사진측량 관점에서 차량측량시스템 영상을 이용한 3차원 위치의 정밀도 분석

조우석 ( Woo Sug Cho ),황현덕 ( Hyoun Deok Hwang ) 大韓遠隔探査學會 2003 大韓遠隔探査學會誌 Vol.19 No.6

본 연구에서는 사진측량 관점에서 4S-Van 영상을 이용한 3차원 위치결정의 정밀도를 실험적으로 검증하였다. 실외에 3차원 검정타겟을 설치하고 4S-Van에 탑재된 2대의 CCD카메라로부터 검정타겟 영상을 개별적으로 취득하여 자체검정기법으로 각각의 CCD카메라에 대한 내부표정요소를 개별적으로 정확하게 결정하였다. 이와 같이 얻어진 내부표정요소와 검정타겟의 지상좌표 및 검정타겟을 동시에 촬영한 좌·우측 카메라의 영상좌표를 이용하여 광속조정법으로 2대 CCD카메라의 외부표정요소를 동시에 결정하였다. 또한, 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용하기 위하여 역렌즈왜곡계수를 최소제곱법을 이용하여 결정하였다. 역렌즈왜곡계수를 이용하여 약 0.5 pixel 이내로 렌즈왜곡이 포함된 영상좌표로 변환이 가능하였다. 렌즈왜곡이 고려된 에피폴라선을 이용한 반자동 영상매칭을 적용하여 3차원 위치결정의 정밀도를 검증하였다. 실험적으로 촬영거리 20m이내에서는 대략 2cm 정도의 정밀도를 얻을 수 있었다. In this paper, we experimentally investigated the precision of 3D positioning using 4S-Van images in photogrammetric perspective. The 3D calibration target was built over building facade outside and was captured separately by two CCD cameras installed in 4S-Van. After then, we determined the interior orientation parameter for each CCD camera through self-calibration technique. With the interior orientation parameter computed, the bundle adjustment was performed to obtain the exterior orientation parameters simultaneously for two CCD cameras using calibration target image and object coordinates. The reverse lens distortion coefficients were computed and acquired by least squares method so as to introduce lens distortion into epipolar line. It was shown that the reverse lens distortion coefficients could transform image coordinates into lens distorted image coordinates within about 0.5 pixel. The proposed semi-automatic matching scheme incorporated with lens distorted epipolar line was implemented with scene images captured by 4S-Van in moving. The experimental results showed that the precision of 3D positioning from 4S-Van images in photogrammetric perspective is within 2cm in the range of 20m from the camera.

라이다와 광학영상을 이용한 토지피복분류

조우석(Cho, Woo Sug),김유석(Kim, Yu Seok),장휘정(Chang, Hwi Jung) 한국측량학회 2006 한국측량학회지 Vol.24 No.1

모델공간에서의 에피폴러 영상기하

조우석(Woo Sug Cho),안유신(Yu Shin Ahn) 대한공간정보학회 2001 한국공간정보학회지 Vol.9 No.3

연속된 두 장의 사진에 의하여 구현되는 에피폴러 기하는 사진측량에서 중요한 구속조건이며 입체시를 가능하게 하는 필수적인 요건이다. 수치사진측량에서 에피폴러 영상은 상호표정인자 또는 절대표정인자를 이용하여 생성하며, 각 사진에서 표정인자의 영향으로 에피폴러 영상은 실제사진과는 다른 형상을 가지게 된다. 본 연구에서는 에피폴러 영상을 생성하는 방법을 독립적ㆍ종속적 상호표정, 항공삼각측량 그리고 초점거리(f)를 매개변수로 변형한 새로운 관측방정식을 이용하는 방법 등으로 분류하고 특징을 분석하였으며, 표정인자와 에피폴러 영상의 상관관계를 분석하여 변형이 최소화된 에피폴러 영상을 생성하였다. 또한 촬영기선에 의한 회전요소 중 Ω(omega) 및 Φ(phi)의 영향이 최소화된 영상을 구현할 수 있는 방법을 제시하였다.

인공위성영상을 이용한 교통량측정 자동화

조우석 ( Woo Sug Cho ) 大韓遠隔探査學會 1995 大韓遠隔探査學會誌 Vol.11 No.3

최근 안정성과 경제성을 고려한 교통자료획득 방법으로 인공위성 영상자료를 사용하는 기술이 논의되어졌다. 본 논문은 인공위성영상을 이용한 고속도로 교통량 측정 자동화에 관한 연구로서, 현재 사용되고 있는 교통량 측정방법의 단점 및 문제점을 평가, 분석하였으며, 본 보고서에서 제안된 인공위성영상을 이용한 방안의 적용 및 가능성을 연구, 분석 하였다. 기존 인공위성 영상자료의 해상도가 교통자료획득에 적합하지 않으므로, 사진영상에 제안된 방안을 도입하여, 실효성에 바탕을 둔 적용 여부를 검증하였다. 차량종류 및 교통량 측정에 필요한 인공위성영상의 해상도를 구하기 위하여 세 단계 (lm, 2m, 3m)의 사진영상해상도가 검토되었으며, 본 연구에서 제안된 일련의 영상처리 결과를 분석하였다. 전색성(panchromatic) 영상에서 도로와 차량의 반사율이 유사함으로, 도로상에서 차량을 탐지하기 위하여 차량의 반사율을 이용하지않고 차량그림자의 반사율을 이용하였으며, 두가지 처리방법이 제시되었다. 또한 차량종류를 구분하기위하여 여러가지 형태계수를 개발, 적용하였으며, 처리과정을 상세히 설명하였다. The fact that the demands on traffic data collection are imposed by economic and safety considerations raises the question of the potential for complementing existing traffic data collection programs with satellite data. Evaluating and monitoring traffic characteristics is becoming increasingly important as worsening congestion, declining economic situations, and increasing environmental sensitivities are forcing the government and municipalities to make better use of existing roadway capacities. The present system of using automatic counters at selected points on highways works well from a temporal point of view (i.e., during a specific period of time at one location). However, the present system does not cover the spatial aspects of the entire road system (i.e., for every location during specific periods of time); the counters are employed only at points and only on selected highways. This lack of spatial coverage is due, in part, to the cost of the automatic counter systems (fixed procurement and maintenance costs) and of the personnel required to deploy them. The current procedure is believed to work fairly well in the aggregate mode, at the macro level. However, at micro level, the numbers are more suspect. In addition, the statistics only work when assuming a certain homogeneity among characteristics of highways in the same class, an assumption that is impossible to test when little or no data is gathered on many of the highways for a given class. In this paper, a remote sensing system as complement of the existing system is considered and implemented. Since satellite imagery with high resolution is not available, digitized panchromatic imagery acquired from an aircraft platform is utilized for initial test of the feasibility and performance capability of remote sensing data. Different levels of imagery resolutions are evaluated in an attempt to determine what vehicle types could be classified and counted against a background of pavement types, which might be expected in panchromatic satellite imagery. The results of a systematic study with three different levels of resolutions (1m, 2m and 4m) show that the panchromatic reflectances of vehicles and pavements would be distributed so similarly that it would be difficult to classify systematically and analytically remotely sensing vehicles on pavement within panchromatic range. Analysis of the aerial photographs show that the shadows of the vehicles could be a cue for vehicle detection.

Digital Photogrammetry and Its Role in GIS

Cho, Kyu-Jon(조규전),Cho, Woo-sug(조우석) 한국측량학회 1996 한국측량학회지 Vol.14 No.1

모자이크 영상의 객관적 품질평가지수 산정 방법

우희숙(Woo Hee Sook),노명종(Noh Myoung Jong),박준구(Park June Ku),조우석(Cho Woo Sug),김병국(Kim Byung Guk) 대한공간정보학회 2009 대한공간정보학회지 Vol.17 No.3

본 연구에서는 모자이크 영상에 대하여 정량적인 품질평가지수에 대한 적용 가능성을 제시하였다. 우선, 영상 품질평가를 위해 접합영상의 접합선을 이용한 연속성 평가와 색상을 이용한 유사성(similarity) 및 대비(contrast)를 이용하여 품질평가지수를 산정하였다. 선정된 품질평가 항목을 기반으로 최종적인 품질평가지수를 산정하여 실험자에 의한 주관적 평가와의 비교, 검증을 수행하였다. 그 결과 정량적 품질평가지수가 주관적 평가지수와 유사한 결과를 나타냄으로써 제시한 영상 품질평가지수를 이용하여 제작된 모자이크 영상에 대한 정량적이고 객관적인 모자이크 영상의 품질평가가 가능하다는 것을 보여주었다. This paper proposes the assessment method for objective quality-evaluation-index of mosaic images. Quality assessment was evaluated using seam-line method and similarity and contrast of adjacent images. The evaluation measure was calculated based on selected evaluation criteria and compared with human visual inspection. It was found that quantitative quality evaluation measure showed that the evaluation results were similar to human visual check. Conclusively experimental results proved that proposed evaluation measure could be used for quantitative and objective quality assessment of mosaic images.