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로봇파노라마헤드와 스티칭 기법을 활용한 기가픽셀 이미지의 생성과 기가픽셀카메라 기술
최연찬,문희준,김동영,류재윤,신예랑,임천석,Choi, Yeon Chan,Moon, Hee Jun,Kim, Dong Young,Ryu, Jae Yun,Shin, Ye Rang,Rim, Cheon-Seog 한국광학회 2015 한국광학회지 Vol.26 No.1
현재의 이미지 센서기술은 메가픽셀 급에 한정되어 있는데 메가픽셀 급의 이미지 센서로 기가픽셀의 이미지를 생성하기 위해서는 필수적으로 중첩영역의 이미지를 하나로 합성하는 스티칭(stitching) 기법을 쓸 수밖에 없다. 본 논문에서는 로봇파노라마헤드와 스티칭 기법을 사용하여 기가픽셀카메라 기술의 전 과정을 탐구해 보았다. 그리고 이 과정을 통해서 얻어진 경험이나 이해를 바탕으로 듀크대와 BAE의 기가픽셀카메라 기술에 대해서도 설계해석을 시도해 보았다. 또 나아가, 새로운 기가픽셀카메라의 광학구조에 대한 모색도 시도해 보았다. 기가픽셀카메라 기술에서는 스티칭 작업과는 별도로 먼거리의 피사체 혹은 대기오염과 같은 원인으로 발생하는 흐릿한 영상부분을 보정하는 것이 필수적이라는 것도 파악되었다. Since the technology of current image sensors is limited to the megapixel class, it is necessary to use an image-stitching technique to create a gigapixel image from hundreds or thousands of photos taken by a megapixel image sensor. In this paper, we investigate the entire process of gigapixel camera technology employing a robotic panoramic head plus a stitching technique, and analyze the gigapixel camera technologies of Duke University and BAE Systems from the viewpoint of optical design structure. Hopefully this knowledge will lead to a new optical structure for a gigapixel camera. Meanwhile, we also perceive the need for additional image processing to reduce the noise of photos with a background of fog and mist, taken far from the camera lens.
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상분할 방식의 기가픽셀 카메라를 위한 가우스 광학적인 구조설계
임천석,Rim, Cheon-Seog 한국광학회 2013 한국광학회지 Vol.24 No.6
작년 6월 20일, 기존의 일반 카메라에 비해 화질이 1,000배 이상인 초고분해능의 기가픽셀카메라가 미국 듀크대의 과학자들에 의해 네이처에 보고되었고 이를 월스트리트 저널이 보도했다. 보도에 따르면, 이 카메라는 미군부의 필요에 의해 공중 및 지상배치감시를 목적으로 개발되었다는 것이다. 이 기술은 향후 국방과 산업분야의 전반에 걸쳐서 기술.경제적인 파급효과가 매우 클 것으로 예상되기 때문에 국내에서도 시급히 개발에 착수할 필요가 있다고 판단된다. 이에 본 연구에서는 슈퍼 분해능을 갖는 상분할 방식의 기가픽셀 카메라를 구현하기 위한 전초작업으로써 카메라 렌즈시스템의 광학적인 구조를 고찰하였고 더불어 구조와 관련된 렌즈사양 값들의 범위를 계산해 내었다. It was reported in Nature and the Wall Street Journal on June 20th, 2012 that scientists at Duke university have developed a gigapixel camera, capable of over 1,000 times the resolution of a normal camera. According to the reports, this super-resolution camera was motivated by the need of US military authorities to surveil ground and sky. We notice the ripple effect of this technology has spread into the area of national defense and industry, so that this research has started to realize the super-resolution camera as a frontier research topic. As a result, we can understand the optical structure of a super-resolution camera's lens system to be composed of a front, monocentric objective of a single lens plus 98 rear, multiscale camera lenses. We can also obtain the numerical ranges of specification factors related to the optical structure, such as the diameter of the aperture, and the focal length.
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문희준,임천석,Moon, Hee jun,Rim, Cheon-Seog 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.1
이 전에 발표한 멀티스케일 기가픽셀카메라에 대한 두 편의 이론과 실험연구를 바탕으로 본 논문에서는 최종적이고 종합적인 28개의 구조방정식들을 도출하였다. 본 논문의 결과 식들을 활용하면 어레이카메라 방식으로 구성되는 멀티스케일 기가픽셀카메라의 광학구조에 대한 통찰적인 이해가 가능하게 될 것이고 완전하고 신속하게 다양한 구조인자 값들을 손쉽게 획득 할 수 있을 것이다. We derive 28 optical structural equations based on our two previous theoretical and experimental papers about a gigapixel camera, which were published in 2013 and 2015 respectively. Utilizing these 28 equations, we are able to obtain an integrated understanding of optical structure for a multiscale gigapixel camera system, in addition to obtaining numerical values for structural parameters very directly and easily.
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