적응 불규칙 양자화와 반복 복호를 이용한 비디오 코딩 방식에의 응용

최강선,Choi Kang-Sun 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.4c

We propose a novel low complexity video encoder, at the expense of a complex decoder, where video frames are intra-coded periodically and frames in between successive intra-coded frames are coded efficiently using a proposed irregular binning technique. We investigate a method of forming an irregular binning which is capable of quantizing any value effectively with only small number of bins, by exploiting the correlation between successive frames. This correlation is additionally exploited at the decoder, where the quality of reconstructed frames is enhanced gradually by applying POCS(projection on the convex sets). After an image frame is reconstructed with the irregular binning information at the proposed decoder, we can further improve the resulting quality by modifying the reconstructed image with motion-compensated image components from the neighboring frames which are considered to contain image details. In the proposed decoder, several iterations of these modification and re-projection steps can be invoked. Experimental results show that the performance of the proposed coding scheme is comparable to that of H.264/AVC coding in m mode. Since the proposed video coding does not require motion estimation at the encoder, it can be considered as an alternative for some versions of H.264/AVC in applications requiring a simple encoder. 센서 네트워크와 같이 한정된 리소스만을 사용할 수 있는 차세대 소형 무선 비디오 시스템을 위해 움직임 추정(motion estimation)이 필요 없는 저 복잡도의 비디오 인코딩 방식과 이를 효과적으로 디코딩하는 새로운 비디오 코딩 방식을 제안한다. 비디오 프레임을 주기적으로 인트라 코딩(Intra coding)하고 인트라 코딩된 프레임 사이에 있는 프레임에 대해선 제안하는 불규칙 양자화(irregular binning) 방식을 이용하여 효과적으로 코딩한다. 불규칙 양자화 방식은 코딩할 데이터의 Local statistics에 따라 각 구간의 길이를 조절함으로써 적은 수의 불규칙적인 구간으로도 효과적으로 데이터를 표현할 수 있다. 이와 함께, 연속된 프레임 간에 존재하는 높은 상관 관계(correlation)를 활용하기 위해 디코딩 시 불규칙 양자화 정보로 복원된 영상을 기초로 하여, 주변 프레임으로부터 움직임이 보상된 선명한 영상 부분(motion compensated image components)을 가져와 합성함으로써 복원된 프레임의 화질을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안된 비디오 코딩 방식은 실험 결과에서 최신의 비디오 압축 방식인 H.264/AVC의 IB 코딩 모드와 유사한 성능을 보여주고 있다. 따라서 제안된 비디오 코딩 방식은 저 복잡도의 인코더가 필요한 응용 분야에 H.264/AVC를 대신하여 사용될 수 있다.

각 분할 스핀 영상을 사용한 3차원 얼굴 특징점 검출 방법

김동현,최강선,Kim, Dong-Hyun,Choi, Kang-Sun 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.11

Spin images representing efficiently surface features of 3D mesh models have been used to detect facial landmark points. However, at a certain point, different normal direction can lead to quite different spin images. Moreover, since 3D points are projected to the 2D (${\alpha}-{\beta}$) space during spin image generation, surface features cannot be described clearly. In this paper, we present a method to detect 3D facial landmark using improved spin images by partitioning the search area with respect to angle. By generating sub-spin images for angular partitioned 3D spaces, more unique features describing corresponding surfaces can be obtained, and improve the performance of landmark detection. In order to generate spin images robust to inaccurate surface normal direction, we utilize on averaging surface normal with its neighboring normal vectors. The experimental results show that the proposed method increases the accuracy in landmark detection by about 34% over a conventional method. 스핀 영상은 3차원 표면의 특징을 효과적으로 표현하기 때문에 3차원 얼굴에서 특징점을 검출하는데 많이 이용된다. 하지만 기존의 스핀 영상은 표면의 법선 벡터 방향에 따라 매우 다른 스핀 영상이 만들어지는 단점이 있다. 또한 해당 영역 내에 존재하는 모든 점을 2차원으로 변환하여 고려하기 때문에 3차원 표면 특징이 모호해질 수 있다. 본 논문에서는 검색 영역을 분할한 스핀 영상을 이용하는 3차원 얼굴 특징점 검출 방법을 제안하였다. 기준점으로부터 떨어진 각도에 따라 검색범위를 분할하여 분할된 영역 내 점들에 대해 스핀 영상을 구성하여 방향에 따른 특징 추출을 극대화했다. 법선 벡터 평탄화를 이용하여 표면 법선 벡터 방향에 대한 잡음 민감성을 줄여 정확한 형태의 스핀 영상을 얻도록 했다. 실험을 통해 제안한 방법으로 찾은 특징점과 실측 특징점과의 거리차를 비교하여 기존방법에 비해 약 34% 향상된 정확도를 얻음을 확인했다.

각 분할 스핀 영상을 사용한 3차원 얼굴 특징점 검출 방법

김동현(Dong-Hyun Kim),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.5

스핀 영상은 3차원 표면의 특징을 효과적으로 표현하기 때문에 3차원 얼굴에서 특징점을 검출하는데 많이 이용된다. 하지만 기존의 스핀 영상은 표면의 법선 벡터 방향에 따라 매우 다른 스핀 영상이 만들어지는 단점이 있다. 또한 해당 영역 내에 존재하는 모든 점을 2차원으로 변환하여 고려하기 때문에 3차원 표면 특징이 모호해질 수 있다. 본 논문에서는 검색 영역을 분할한 스핀 영상을 이용하는 3차원 얼굴 특징점 검출 방법을 제안하였다. 기준점으로부터 떨어진 각도에 따라 검색범위를 분할하여 분할된 영역 내 점들에 대해 스핀 영상을 구성하여 방향에 따른 특징 추출을 극대화했다. 법선 벡터 평탄화를 이용하여 표면 법선 벡터 방향에 대한 잡음 민감성을 줄여 정확한 형태의 스핀 영상을 얻도록 했다. 실험을 통해 제안한 방법으로 찾은 특징점과 실측 특징점과의 거리차를 비교하여 기존방법에 비해 약 34% 향상된 정확도를 얻음을 확인했다. Spin images representing efficiently surface features of 3D mesh models have been used to detect facial landmark points. However, at a certain point, different normal direction can lead to quite different spin images. Moreover, since 3D points are projected to the 2D (α-β) space during spin image generation, surface features cannot be described clearly. In this paper, we present a method to detect 3D facial landmark using improved spin images by partitioning the search area with respect to angle. By generating sub-spin images for angular partitioned 3D spaces, more unique features describing corresponding surfaces can be obtained, and improve the performance of landmark detection. In order to generate spin images robust to inaccurate surface normal direction, we utilize on averaging surface normal with its neighboring normal vectors. The experimental results show that the proposed method increases the accuracy in landmark detection by about 34% over a conventional method.

주파수 선택 가중 미디언 필터

이준석(Jun-Suk Lee),최강선(Kang-Sun Choi),고성제(Sung-Jea Ko) 한국통신학회 1999 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.1999 No.11

스테레오 비전 로봇의 기구학 파라미터 교정 기법

정현우(Hyeonwoo Jeong),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.11

스핀 영상을 이용한 3차원 비석 새김 추출 기법

박동렬(Dong-Ryul Park),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.5

논문에서는 스핀 영상 기법을 활용하여 비석에 새겨진 금석문의 획 새김 영역을 추출하는 방법을 제시한다. 스핀 영상은 3차원 데이터에서 국소 곡면의 특징을 표현하는데 널리 사용되는 방법으로, 제안한 방식에서는 이를 이용하여 음각으로 새겨진 새김 영역의 특징을 효과적으로 표현하는 템플릿 스핀 영상을 만들어 비교함으로써, 새김이나 배경으로 판단한다. 판별 성능을 높이기 위해, 스핀 영상을 생성할 때, 사용되는 네 가지 파라미터에 대해 최적의 조합을 찾았으며, 두 단계의 판별 과정을 통해 오검출을 효과적으로 줄였다. 성능 비교 실험을 통해, 제안하는 방법이 기존 방법들에 비해 평균 약 0.14의 F1 score 향상을 보였으며, 기존 방법이 구별하지 못하는 움푹 패인 잡음을 구별함으로써 뚜렷한 성능 향상이 있음을 확인하였다. In this paper, we propose a relief extraction method using spin images. Spin images are well-known 3-D local surface descriptors. In the proposed method, we produce template spin images effectively representing reliefs, relief boundaries, and backgrounds. Then, the spin image for each vertex is compared with the three templates by measuring similarity, and is determined whether the vertex belongs to relief class or background class. In order to increase discriminative power, we found optimal parameters requiring for spin image generation. In addition, two stages of classification are applied to effectively reduce false positives. The proposed method outperforms conventional relief extraction methods by 0.14 in terms of F1 score. It was confirmed in the experiments that the proposed method can distinguish pecked noisy surfaces from reliefs.

잡음이 있는 3차원 점군 데이터에서 밸브 모델링 및 모델 추출

오기원(Ki Won Oh),최강선(Kang Sun Choi) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.12

LIDAR를 이용해서 얻은 3차원 점군 데이터는 작은 물체를 추출하기에는 오차의 영향이 크기 때문에 작은 밸브를 자동으로 추출하는데 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 잡음이 있는 3차원 점군 데이터 사이에서 밸브의 위치 및 방향(Pose)의 정보를 얻는 방법을 제안한다. Pose를 얻기 위해서 밸브가 원환체 모양의 손잡이, 원통 모양의 Rib, 평면 모양의 중심축 평면인 기본 도형으로 이루어진 모델이라고 가정한다. 그리고 밸브의 중심 좌표에 대한 추가적인 입력을 받아서 밸브의 Pose를 추출한다. 중심점을 기준으로 거리에 따른 히스토그램을 생성하고, 히스토그램의 값에 따라 손잡이, Rib, 중심축 평면의 파라미터를 통계적인 방법으로 추출하여 최종 밸브의 Pose를 추출한다. 추출된 밸브의 Pose를 이용하여 3차원 점군 데이터에 밸브의 모형을 각 모양으로 복원한다. It is difficult to extract small valve automatically in noisy 3D point cloud obtained from LIDAR because small object is affected by noise considerably. In this paper, we assume that the valve is a complex model consisting of torus, cylinder and plane represents handle, rib and center plane to extract a pose of the valve. And to extract the pose, we received additional input: center of the valve. We generated histogram of distance between the center and each points of point cloud, and obtain pose of valve by extracting parameters of handle, rib and center plane. Finally, the valve is reconstructed.

라이다 업샘플링 네트워크 학습을 위한 데이터 처리 방법

정홍구(Hong-Gu Jeong),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2022 대한전자공학회 학술대회 Vol.2022 No.6

다항 회귀 분석을 이용한 3차원 비석 데이터 내 글자 새김 추출법

허의주(Eui-Ju Jeo),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2019 전자공학회논문지 Vol.56 No.3

본 논문에서는 다항 회귀 분석을 이용한 3차원 데이터에서의 비석 내 글자 새김 추출법을 제안한다. 비석의 거친 표면 특성으로 인해, 기존의 방법들이 글자 새김 뿐 아니라 많은 잡음이 함께 오검출되는 문제가 있다. 제안하는 방법에서는 이와 같이 검출된 영역을 새김 후보 영역으로 판단하고, 각 영역에 대해 획에 의한 새김인지를 자세히 판별함으로써 잡음 영역을 제거해 나가게 된다. 금석문은 보통 음각으로 새겨져 운하(canal)와 같은 형태를 가지는데, 이러한 운하의 단면 모양은 대칭적인 2차 곡선의 생김새와 유사하다. 따라서 제안하는 방법에서는 각 새김 후보 영역 내 여러 점 위치에서 해당 점을 포함한 단면 모양을 얻고, 이를 다항 회귀 분석을 통해 2차 곡선으로 근사화한 후, 단면과의 RMSE 오차를 계산한다. 이후 새김 후보 영역 내 얻어진 평균 오차가 큰 경우 잡음으로 판단하여, 제거함으로써 정확도가 높은 새김만을 추출하게 된다. 실험을 통해 제안하는 방법이 고르지 않은 거친 표면에서도 금석문을 명확하게 추출함을 보였고, F1 score 성능 비교를 통해 기존에 제안된 방법들보다 평균 22% 우수한 성능을 가지는 것을 확인하였다. In this paper, we propose a method to extract reliefs carved on stone monuments by analyzing 3-D scan data using polynomial regression. Due to the rough surface properties of the monument, conventional methods extract not only reliefs of characters, but also even a lot of noisy dents. The reliefs are usually engraved and shaped like a canal. The cross-sectional shape of this canal can be approximated with a symmetrical quadratic curve. In the proposed method, the regions including reliefs and noises are initially obtained using the conventional methods. The regions are regarded as relief candidate regions. For each candidate region, several cross sections of the region are reconstructed. Then, we evaluate how well the cross section is approximated by a quadratic curve in terms of root mean square error (RMSE). If the average RMSE obtained in the candidate region is large, it is classified as noise and removed. The remaining regions with low average RMSE are extracted as relief. Experimental results show that the proposed method clearly extracts the relief from the uneven rough surface, and the performance of the proposed method is 22% higher than that of the conventional methods in terms of F1 scores.

금석문 판독을 위한 3차원 데이터 처리방법 비교

허의주(Eui-Ju Heo),최강선(Kang-Sun Choi) 대한전자공학회 2018 대한전자공학회 학술대회 Vol.2018 No.6