GIS 활용을 위한 기타원점 좌표계 지적자료의 좌표변환에 관한 연구 - 경기도 오산시를 대상으로 -

이권한,서관호,정해철 한국공간정보학회 2003 한국공간정보학회지 Vol.11 No.4

This study aims at generating a continuous map by coordinates transformation between cadastral maps with different surveying origins. The continuous cadastral map is useful in various fields of GIS. For this purpose, an experimental study was conducted at Osan-Si, Kyonggi Province in cooperation with related institutions. In this study, three control point zone, large, medium, and small zone were to!;ted. For each control point, the currently used data were compared with the data at the surveyed time. About coordinate transformation method, we tested Helmert, Affine, and Polynomial methods which are the most representative among 2-dimensional coordinate transformations. These three transformation methods were evaluated according to variation of transformed parcel shape and agreement with neighboring areas. As the result of the evaluation, Affine transformation in large zone is the most appropriate coordinate transformation method fer Osan-Si. 본 연구는 기타원점좌표체계의 지적자료를 통일원점좌표계로 변환하여 연속된 형태로 제작함으로써 GIS 분야에서 지적자료의 활용성을 높이는데 목적을 두고 진행되었다. 이를 위해 경기도 오산시를 대상으로 관련기관의 협조를 받아 실험연구를 실시하였다. 실험연구에서는 좌표변환에 활용되는 기준점 영역을 대 영역, 중 영역, 소 영역 3단계로 구분하였다. 또한, 최초 기타 원점 측량당시의 기준점 성과와 현재 업무에 활용하고 있는 기준점성과를 활용하여 그 결과를 비교하였다. 실험연구에서 사용한 좌표변환 방법은 2차원 투영변환 중 대표적인 등각사상변환, 부등각사상변환, 다항식변환 방법을 적용하였다. 변환 전·후의 필지 모양 및 형태변화를 측정하고, 최종적으로는 좌표계 통일후 인접지역에 대한 이격거리를 측정하여 가장 적정한 좌표변환 방안을 설정하였다. 실험연구 결과 대 영역의 부등각사상변환이 모양 및 형태변화와 이격거리에 있어 가장 양호한 값을 나타내었다.

GIS 분석을 이용한 『대동여지도』의 투영법 추정

조대헌,이상일 한국지도학회 2017 한국지도학회지 Vol.17 No.2

대동여지도의 지도학적 특성에 대한 연구가 상당히 이루어졌음에도 불구하고 투영법에 대한 체계적이고 종합적인 연구는 드문 편이다. 이 연구의 주된 목적은 GIS 분석에 기초하여 대동여지도의 투영법을 추정하고, 그 특성을 파악하는 것이다. 이를 위해 먼저 대동여지도와 같은 고지도에 대한 투영법 추정의 절차와 GIS 기반의 분석 방법을 정립하였다. 핵심적인 과정은 각 후보 투영법을 적용한 준거 지도 상의 통제점을 고지도 상의 좌표로 기하변환한 후 고지도와의 위치 일치도와 형태 일치도를 분석하는 과정을 모든 후보 투영법에 반복적으로 수행하여 가장 적합도가 높은 투영법을 선정하는 것이다. 13종의 후보 투영법에 대해 다양한 투영 기준선을 적용하여 대동여지도의 투영법을 추정한 결과 정형원추도법 혹은 정형원통도법의 적합성이 가장 높은 것으로 나타났다. 하지만 오차의 분포가 이질적으로 존재하는데, 남부는 상당히 오차가 작은 반면 북쪽으로 갈수록 위치 오차와 형태 오차가 증가되었다. 따라서 남북 간에 적합한 투영법이 서로 다를 것으로 간주하고, 대동여지도의 북부와 남부에 대한 분석을 별도로 수행하였다. 그 결과 대동여지도의 북부는 정적원통도법이, 남부는 정거원추도법 및 정형원추도법의 적합도가 가장 높았으나, 남부의 경우 투영법 간에 적합도의 차이가 크지 않았다. 이 연구는 고지도에 대한 GIS 분석 연구의 확대에 기여한다는 의의가 있으나 향후 적합도를 측정하는 방법의 개선이나 통제점의 검증 등이 필요하다. Despite many studies on the cartographic characteristics of Daedongyeojido, there has been little systematic research focusing on the map projection. This study aims at estimating the map projection of Daedongyeojido and examining its characteristics through a GIS-based analysis. First of all, practical procedures for estimating map projections of old maps and related GIS-based analysis methods are established. The best fit projection is chosen after the process that the control points in the reference map based on each candidate projection are converted to the old map using geometric transformations and the location similarity and the shape similarity is measured, is repeated for all candidate projections. These procedures were applied to 13 candidate projections of various types with varying projection parameters (central meridian and standard parallels) to estimate the projection of Daedongyeojido. As a result, it was revealed that the conformal conic projection and the conformal cylindrical projection was the best fit. However, the distribution of errors showed spatial heterogeneity that both the positional error and the shape error increased toward the north. So, additional analyses were performed assuming that the projections with better fit would be different between the southern and northern regions. It turned out that the best fit one was cylindrical equal area projection in the north, but the equidistant conic projection and the conformal conic projection showed the highest fitness in the south. It is meaningful that this study contributes to expanding the study of old maps based on the GIS analysis, but further research is needed to improve methods for measuring fitness of map projections and to analyze using verified control points.

정규상관과 직사각형-사변형 투영 변환에 기반한 영상 모자익

김동근,장병태,Kim, Dong-Geun,Jang, Byeong-Tae 한국정보처리학회 2001 정보처리학회논문지B Vol.8 No.3

본 논문에서는 중첩되는 영상사이의 평면 투영 변환을 구하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 정규상관과 직사각형-사변형 평면 투영 변환에 기반 한다. 블록 정합을 이용하여 전역 이동을 계산하고, 중첩되는 영역의 정규 상관 계수 값을 최대로 하는 4개의 대응점을 찾기 위하여 가우시안 영상 피라미드에서 SA(simulated annealing) 알고리즘을 사용하였다. 이들 대응점에서 직사각형-사변형으로의 사상을 이용하여 평면 투영 변환을 계산하고, 마지막으로 중첩되는 영역의 RGB 컬러 값을 선형 가중치에 의해 혼합하였다. 실험으로 세 장의 영상을 한 장읠 큰 모자익 영상으로 합성하는 결과를 보였다.

고리 투영 변환과 벡터 합을 이용한 새로운 별 인식 알고리즘

김기덕,임이랑,방효충 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

본 논문에서는 새로운 별 인식 알고리즘을 제안한다. 최근에는 기존에 사용하던 CCD(Charge Coupled Device) 화상소자보다, 저 전력 및 낮은 가격과 함께 우주환경에서 높은 내구성을 지닌 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 화상소자를 많이 사용하는 추세이다. 그러나 CMOS 화상소자를 사용할 경우 CCD 화상소자보다 이미지의 질이 낮기 때문에 잡음에 강건한 인식 알고리즘을 필요로 한다. 잡음에 강건하기 위해서는 패턴 매칭을 이용한 별 인식 방법을 사용하는 것이 일반적이며, 패턴을 생성할 때는 직교 좌표계 보다는 극 좌표계를 이용하는 것이 더 강건하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 고리 투영 변환과 벡터 합을 이용한 패턴으로 별을 인식하는 새로운 알고리즘을 제시하며 다양한 잡음 조건 속에서 시뮬레이션을 통해 별 인식 결과를 확인해 본다. This paper proposes new star identification algorithm. Rather than using a existing CCD image device, recently CMOS image device is used because of its high durability in space environment and low power consumption and price. However quality of CMOS image is lower than CCD image. So it is important to use an identification algorithm which is robust to noises. Identification algorithm using pattern matching is generally used for robustness to noises. Also it is noted that using polar coordinate system is more robust than Cartesian coordinate system in pattern generation. Then, this paper proposes new star identification algorithm with a pattern using ring projection transform and vector sum, and the algorithm is simulated in several noise cases.

3D 자동 유방 초음파 영상에서 관상면 슬랩-평균투영과 확률누적맵을 이용한 유두 자동 검출

김한나(Hannah Kim),홍헬렌(Helen Hong) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.41 No.2

본 논문에서는 3D 자동 유방 초음파 영상에서 관상면 슬랩-평균투영과 확률누적맵을 이용한 유두 검출 방법을 제안한다. 첫째, 유두 검출에 적합한 영상 슬라이스를 자동으로 선별하기 위해 영상의 왜도를 분석한다. 둘째, 영상 슬라이스에 따른 유두-유륜 영역의 크기 및 형태 변화에 대한 영향력을 감소시키고, 유두-유륜 영역 검출 시 기타 조직으로의 번짐을 방지하기 위해, 선별한 영상 슬라이스들로 관상면 슬랩-평균투영 영상을 생성한다. 셋째, 정면촬영 영상과 측면촬영 영상 모두에서 견고하게 유두의 위치를 검출하기 위해, 관상면 슬랩-평균투영 영상에서 허프 변환을 통해 유두-유륜 영역을 구하고, 유두 확률 누적맵을 생성해 가장 높은 확률을 갖는 유두 영역만 추출해 중심점을 구함으로서 유두의 위치를 검출한다. 제안 방법을 이용하여 유두를 검출함으로서 유방암 진단 시 암의 위치를 설명하기 위한 기준으로 사용할 수 있고, 유방암 진단 및 추적을 위한 영상 정합 시 특징점으로 활용할 수 있다. In this paper, we propose an automatic detection of nipple using coronal slap-average projection and cumulative probability map in 3D ABUS(Automated Breast Ultrasound) images. First, to automatically select slice images suitable for nipple detection, image skewness is analyzed. Second, to prevent leakage to non-nipple-areola region and to decrease influence from changes in the shape and size of nipple-areola region, coronal slap-average projection image is generated from the selected slice images. Third, to robustly detect nipple position in not only AP(anterior-posterior) images but also LAT(lateral) images that have weak nipple shadow, a nipple-areola region is detected to ellipse by applying Hough transform in coronal slab-average projection image. To extract only nipple region, nipple cumulative map is generated in the nipple-areola region and the most highest probability pixels are selected to the nipple region. Then final nipple position is defined by calculating a center point of the nipple region. Proposed method can be used as an landmark for comparing symmetry between left and right breasts and as a reference point for measuring tumor location in breast CAD (Computer-Aided Diagnosis).

하천 표면영상유속 측정을 위한 경사영상 왜곡 보정 기술 개발

김희정(Hee Joung Kim),이준형(Jun Hyeong Lee),윤병만(Byung Man Yoon),김서준(Seo Jun Kim) 응용생태공학회 2021 Ecology and resilient infrastructure Vol.8 No.2

표면영상유속계를 이용한 유속 측정 시 하천의 넓은 영역을 경사지게 촬영하기 때문에 필연적으로 영상 왜곡이 발생하게 된다. 이와 같이 경사영상을 정사영상으로 변환하는 방법으로 수표면과 동일한 평면상의 참조점 좌표를 이용하는 2차원 투영좌표 변환법을 사용할 경우 홍수 시 수위가 변할 경우 대응이 어렵다는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 수위가 변하더라도 참조점을 재설정할 필요가 없는 경사영상 왜곡 보정 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 기법은 높은 위치에 설정한 참조점의 좌표와 카메라의 좌표, 그리고 카메라의 수표면 사이의 연직거리 간의 기하학적인 관계를 이용해 수위 변화에도 대응할 수 있는 경사영상 보정 기법이다. 본 연구에서 개발한 영상 왜곡 보정 방법의 검증을 위해 실규모 하천 실험을 수행하였으며, 참조점 변환식에 대한 검증과 표면유속 측정 결과에 대한 검증을 수행하였다. 검증 결과 개발 기술의 경사영상 보정 정확도는 97% 이상을 나타냈고, 유속 검증 결과 개발 기술을 적용하여 산정한 유속을 비교한 결과 약 4% 이내의 차이를 보이는 것으로 나타나 높은 정확도 확보가 가능한 것으로 나타났다. 따라서 개발 기술을 영상 기반의 고정형 자동유량계측 시스템에 적용한다면 수위가 급변하는 홍수 시 유량측정의 정확도를 개선할 수 있을 것으로 기대한다. In surface image velocimetry, a wide area of a river is photographed at an angle to measure its velocity, inevitably causing image distortion. Although a distorted image can be corrected into an orthogonal image by using 2D projective coordinate transformation and considering reference points on the same plane as the water surface, this method is limited by the uncertainty of changes in the water level in the event of a flood. Therefore, in this study, we developed a tilt image correction technique that corrects distortions in oblique images without resetting the reference points while coping with changes in the water level using the geometric relationship between the coordinates of the reference points set at a high position the camera, and the vertical distance between the water surface and the camera. Furthermore, we developed a distortion correction method to verify the corrected image, wherein we conducted a full-scale river experiment to verify the reference point transformation equation and measure the surface velocity. Based on the verification results, the proposed tilt image correction method was found to be over 97% accurate, whereas the experiment result of the surface velocity differed by approximately 4% as compared to the results calculated using the proposed method, thereby indicating high accuracy. Application of the proposed method to an image-based fixed automatic discharge measurement system can improve the accuracy of discharge measurement in the event of a flood when the water level changes rapidly.

순차영상에서 투영변환과 KLT추적을 이용한 이동 카메라의 위치 및 방향 산출

장효종,차정희,김계영,Jang, Hyo-Jong,Cha, Jeong-Hee,Kim, Gye-Young 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지B Vol.14 No.3

이동차량 혹은 이동로봇의 자율 주행에 있어서 주변 환경의 인식을 통하여 산출되는 자기위치확인은 가장 핵심적인 요소이다. 일반적으로 GPS나 INS를 통합하여 이동차량 혹은 이동로봇에 장착된 카메라의 위치와 방향을 얻을 수 있지만, 이 경우 정확한 자기위치인식을 위해서는 충분한 지상 기준점을 이용해야만 한다. 본 연구에서는 기존의 호모그래피 방법이 2차원 특징점의 상관관계를 이용하는 것과는 다르게 GPS와 INS 입력값을 이용하여 이전 시점 영상과 중첩된 3차원 모델로부터 얻어진 3차원 좌표를 투영 변환함으로써 예측한 위치와 현재 시점 영상으로부터 KLT 추적방법을 사용하여 산출된 대응 특징점의 위치 사이의 관계로부터 카메라의 위치와 방향을 산출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법의 성능을 평가하기 위해 무선으로 운행되는 간이실험장치 내에 CCD카메라, GPS, INS 등을 장착하였으며, 영상은 15Hz의 프레임율로 획득한 비디오시퀀스를 사용하여 실시간으로 카메라 위치와 방향을 산출하는 실험을 수행하였다. In autonomous navigation of a mobile vehicle or a mobile robot, localization calculated from recognizing its environment is most important factor. Generally, we can determine position and pose of a camera equipped mobile vehicle or mobile robot using INS and GPS but, in this case, we must use enough known ground landmark for accurate localization. hi contrast with homography method to calculate position and pose of a camera by only using the relation of two dimensional feature point between two frames, in this paper, we propose a method to calculate the position and the pose of a camera using relation between the location to predict through perspective transform of 3D feature points obtained by overlaying 3D model with previous frame using GPS and INS input and the location of corresponding feature point calculated using KLT tracking method in current frame. For the purpose of the performance evaluation, we use wireless-controlled vehicle mounted CCD camera, GPS and INS, and performed the test to calculate the location and the rotation angle of the camera with the video sequence stream obtained at 15Hz frame rate.

집적영상의 스펙트럼 특성을 이용한 왜곡 교정 방법

김정구(Zhengju Jin),이병주(Byung-Ju Lee),강현수(Hyun-Soo Kang) 한국콘텐츠학회 2013 한국콘텐츠학회논문지 Vol.13 No.10

본 논문에서는 집적영상의 획득 과정에서 발생하는 기하학적 왜곡 중 투영 왜곡을 교정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 집적영상의 스펙트럼 특성을 이용하여 왜곡 교정을 수행한다. 집적영상의 요소영상들이 대체로 주기적으로 반복됨에 따라 집적영상을 푸리에 변환하였을 경우 그 스펙트럼이 임펄스열로 나타난다. 반면, 왜곡이 존재하는 영상에서는 임펄스열이 뚜렷하게 나타나지 않는 특성이 있다. 따라서 집적영상의 푸리에 변환을 통해 얻어진 스펙트럼의 특성을 이용하여 투영 왜곡 파라미터를 찾아내고 이를 이용하여 교정하는 방법을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 방법이 왜곡을 효과적으로 교정하는지 검증한다. In this paper, we propose a new method to correct the perspective distortion that occurs in the process of acquiring the integral images. In the proposed method, the distortion correction is based on the spectral characteristics of integral images. As element images of an integral image are repeated nearly periodically, its Fourier spectrum is given as an impulse train. On the contrary, the impulse train do not appear in the spectra of distorted images. In the proposed method, therefore, the perspective distortion parameters are detected by using the characteristics of the spectrum obtained through the Fourier transform, and then the distorted images are corrected by using the parameters. Through experiments, we verify that the proposed method effectively works for the perspective distortion correction.

고속 역투영 변환을 이용한 주행차선 인식방법

안영선(Youngsun Ahn),이호승(Hoseung Lee),조해준(Haejoon Jo),곽성우(Sungwoo Kwak) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2015 No.5

합성곱 신경망을 위한 학습 데이터 생성과 객체인식

조은지(Cho, Eun Ji),사공용협(Sakong, Yong),이동천(Lee, Dong-Cheon) 한국측량학회 2019 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2019 No.4

대표적인 딥러닝(DL)의 응용분야는 영상으로부터 객체를 구별하고 인식하는 것이다. 이를 위해 여러 DL 모델들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 영상에 촬영된 차량의 종류를 구별하여 인식하기 위해 합성곱 신경망(CNN: Convolution Neural Network)에 기반한 단순한 DL 모델을 구성하였다. DL의 학습 성능은 객체의 특성을 나타낼 수 있는 데이터의 양과 질에 좌우된다. 다양하고 많은 수의 영상을 획득하기 어렵기 때문에 실제 영상뿐 아니라 다양한 조건에서 촬영된 가상의 영상을 인위적으로 생성하여 여러 형태의 차량 영상을 이용하여 학습을 수행한 결과를 분석하였다.