내부와 윤곽선 묘사기를 결합한 영상 검색

장석우,카남솔리마,백우진 한국정보기술학회 2012 한국정보기술학회논문지 Vol. No.

모양 기반의 영상 데이터베이스 색인 및 검색 분야에서 물체의 전체적인 구조를 표현하는 내부 특징과 윤곽선 특징은 두 가지 모두 중요하다. 본 논문에서는 내부 묘사기(descriptor)와 외부 묘사기를 결합한 쇼크 그래프 퓨리어 묘사기(SGFD: shock graph Fourier descriptor)를 사용한 새로운 영상 검색 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 중간 축(medial axis)으로 묘사되는 쇼크 그래프를 사용하여 물체의 내부를 표현하고, 중심 거리 기반의 퓨리어 묘사기를 사용하여 물체의 외부를 표현한다. 본 논문에서 사용한 쇼크 그래프는 모양의 지역적인 특징을 효과적으로 나타내며, 퓨리어 묘사기는 전역적인 특징을 효과적으로 나타낸다. 본 논문에서 제안한 방법의 성능을 비교 평가하기 위한 실험에서는 제안된 쇼크 그래프 퓨리어 묘사기가 계산상의 복잡도를 크게 증가시키기 않으면서 영상 검색의 정확도를 향상시키는데 효과적이라는 것을 MPEG-7 영상 데이터베이스를 이용한 여러 가지 실험을 통해 보여준다. In research areas of shape-based image database indexing and retrieval, interior as well as contour features are very significant, in order to represent the structure of an object. In this paper, we propose a new image retrieval approach using shock graph Fourier descriptor (SGFD) that integrates interior and contour descriptors. The suggested method represents the interior of shape by using a shock graph that is described as a medial axis and the contour of shape by using centroid distance-based Fourier descriptor. The medial axis effectively extracts local features while the Fourier descriptor obtains global features well. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, experimental results show that the suggested SGFD-based image retrieval method is very effective in improving the retrieval accuracy of shapes without increasing the computational cost in various shape images of MPEG-7 database.

퓨리에 기술자 분석을 이용한 단일 흙 입자의 형상 분석

구본휘(Bonwhee Koo),김태식(Taesik Kim) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.3

주문진 표준사와 사우디 아라비아의 Ras Al Khair 사질토 입자의 형상에 대한 분석을 실시하였다. 광학현미경을 사용하여 200배 확대하여 해상도 640×320으로 디지털 이미지를 촬영하였다. 사질토 입자의 디지털 이미지를 영상 처리를 통해 입자 경계면의 좌표를 추출하였다. 추출한 입자의 경계면 좌표를 복소 평면에 도시하고, 극형식으로 변환 후 퓨리에 변환을 실시하였다. 퓨리에 변환을 통해 추출된 각각의 계수 값들은 입자 형상의 특징을 반영하며, 좌표의 기준점 이동에 대해 불변하는 값으로 사질토 입자의 이미지에 대해 좌표의 기준점과 회전등에 관계없이 항상 같은 값을 갖게 되어 입자의 형상 분석에 적합하다. 각각의 계수 값을 입자의 등가 반경으로 정규화하여 퓨리에 기술자를 추출하여 입자의 형상을 정량적으로 분석하였다. -3에서 +3의 범위에 해당되는 주요 퓨리에 기술자들을 분석한 결과 주문진 표준사 입자의 경우 신장(elongation)이 가장 두드러진 형상의 특징이었으며 그다음으로는 비대칭성(asymmetry)이 두드러진 특징이었다. Ras Al Khair 사질토의 형상도 주문진 표준사와 같은 형상 특징을 나타냈다. 또한 퓨리에 기술자 분석 결과 작은 구조가 전체 구조와 비슷한 형태로 되풀이되는 프랙탈의 미세구조 특성이 나타나는 것으로 판단되었다. 해상도 640×320과 해상도 160×80의 주문진 표준사의 디지털 이미지를 비교한 결과 -3에서 +3에 해당되는 주요 퓨리에 기술자에 대해서는 해상도가 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나 텍스쳐 분석에는 영향을 미치는 것으로 나타났다. Soil particle shape analysis was conducted with sands from Jumujun, Korea and Ras Al Khair, Saudi Arabia. Two hundred times enlarged digital images of the particles of those two sands were obtained with an optical microscope. The resolution of the digital images was 640×320. By conducting digital image processing, the coordinates of the soil particle boundary were extracted. After mapping those coordinates to the complex space, Fourier transformation was performed and the coefficients of each trigonometry term were computed. The coefficients reflect the shape characteristics of the sand grains and are invariant to translation. To evaluate the shape itself excluding the size of the soil particle, the coefficient was normalized by the equivalent radius of soil particle; this is called Fourier descriptor. After analyzing the Fourier descriptors, it was found that the major characteristics of Jumunjin and Ras Al Khair sands were elongation and asymmetry. Furthermore, it was found that the particle shapes reflect the self-similar, fractal nature of the textural features. The effects of resolution on soil particle shape analysis was also studied. Regarding this, it was found that the significant Fourier descriptors were not significantly affected by the image resolution investigated in this study, but the descriptors associated with textural features were affected.

내부와 윤곽선 묘사기를 결합한 영상 검색

장석우(Seok-Woo Jang),카남 솔리마(Solima Khanam),백우진(Woojin Paik) 한국정보기술학회 2012 한국정보기술학회논문지 Vol.10 No.1

In research areas of shape-based image database indexing and retrieval, interior as well as contour features are very significant, in order to represent the structure of an object. In this paper, we propose a new image retrieval approach using shock graph Fourier descriptor (SGFD) that integrates interior and contour descriptors. The suggested method represents the interior of shape by using a shock graph that is described as a medial axis and the contour of shape by using centroid distance-based Fourier descriptor. The medial axis effectively extracts local features while the Fourier descriptor obtains global features well. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, experimental results show that the suggested SGFD-based image retrieval method is very effective in improving the retrieval accuracy of shapes without increasing the computational cost in various shape images of MPEG-7 database.

High Performance Object Recognition with Application of the Size and Rotational Invariant Feature of the Fourier Descriptor to the 3D Information of Edges

왕실(Shi Wang),진홍신(Hongxin Chen),이준호(junho I),임해평(Haiping Lin),김형석(Hyongsuk Kim),김종만(Jongman Kim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.45 No.6

3차원 정보로부터 정확한 에지를 추출하고 푸리 변환하여 물체를 인식할 수 있는 고 효율의 물체 인식방법을 제안하였다. 물체의 윤곽은 인식에 유용한 많은 정보를 포함하고 있지만, 정확한 윤곽정보를 얻기가 어려우며, 정확한 윤곽정보를 얻었다고 하더라도 물체의 크기나 방향 마다 윤곽이 달라지기 때문에 물체 인식에 획기적 대안으로 활용되지 못하고 있다. 제안한 물체 인식 알고리즘은 1) 레이저 스캔 디바이스를 사용하여 얻는 3 차원 물체정보로부터 정밀한 물체 윤곽을 획득하고 2) 크기 및 회전 불변한 푸리에 표시 자를 이용하여 윤곽을 표현함으로써, 필요 데이터 베이스의 크기를 대폭 줄인다. 이렇게 얻어진 물체에 대한 푸리에 표식자 정보는 미리 준비된 푸리에 표식자 데이터 베이스로부터 최적 정합되는 물체를 찾아 인식한다. 이 알고리즘은 MPEG7 Part B의 방대한 영상 데이터 베이스를 대상으로 실험하였으며, 그에 대한 결과를 논문에 포함시켰다. A high performance object recognition algorithm using Fourier description of the 3D information of the objects is proposed. Object boundaries contain sufficient information for recognition in most of objects. Howeveer, it is not well utilized as the key solution of the object recognition since obtaining the accurate boundary information is not easy. Also, object boundaries vary highly depending on the size or orientation of object. The proposed object recognition algorithm is based on 1) the accurate object boundaries extracted from the 3D shape which is obtained by the laser scan device, and 2) reduction of the required database using the size and rotational invariant feature of the Fourier Descriptor. Such Fourier information is compared with the database and the recognition is done by selecting the best matching object. The experiments have been done on the rich database of MPEG 7 Part B.

High Performance Object Recognition with Application of the Size and Rotational Invariant Feature of the Fourier Descriptor to the 3D Information of Edges

왕실,진홍신,이준호,임해평,김형석,김종만,Wang, Shi,Chen, Hongxin,I, Jun-Ho,Lin, Haiping,Kim, Hyong-Suk,Kim, Jong-Man The Institute of Electronics and Information Engin 2008 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.38 No.12

3 차원 정보로부터 정확한 에지를 추출하고 푸리 변환하여 물체를 인식할 수 있는 고 효율의 물체 인식방법을 제안하였다. 물체의 윤곽은 인식에 유용한 많은 정보를 포함하고 있지만, 정확한 윤곽정보를 얻기가 어려우며, 정확한 윤곽정보를 얻었다고 하더라도 물체의 크기나 방향 마다 윤곽이 달라지기 때문에 물체 인식에 획기적 대안으로 활용되지 못하고 있다. 제안한 물체 인식 알고리즘은 1) 레이저 스캔 디바이스를 사용하여 얻는 3 차원 물체정보로부터 정밀한 물체 윤곽을 획득하고 2) 크기 및 회전 불변한 푸리에 표시 자를 이용하여 윤곽을 표현함으로써, 필요 데이터 베이스의 크기를 대폭 줄인다. 이렇게 얻어진 물체에 대한 푸리에 표식자 정보는 미리 준비된 푸리에 표식자 데이터 베이스로부터 최적 정합되는 물체를 찾아 인식한다. 이 알고리즘은 MPEG7 Part B의 방대한 영상 데이터 베이스를 대상으로 실험하였으며, 그에 대한 결과를 논문에 포함시켰다. A high performance object recognition algorithm using Fourier description of the 3D information of the objects is proposed. Object boundaries contain sufficient information for recognition in most of objects. However, it is not well utilized as the key solution of the object recognition since obtaining the accurate boundary information is not easy. Also, object boundaries vary highly depending on the size or orientation of object. The proposed object recognition algorithm is based on 1) the accurate object boundaries extracted from the 3D shape which is obtained by the laser scan device, and 2) reduction of the required database using the size and rotational invariant feature of the Fourier Descriptor. Such Fourier information is compared with the database and the recognition is done by selecting the best matching object. The experiments have been done on the rich database of MPEG 7 Part B.

실루엣 영상기반 보행 분석을 위한 형태 기술자의 성능 평가

김선종(Seon-Jong Kim) 한국지능정보시스템학회 2009 지능정보연구 Vol.15 No.4

This paper presents a performance evaluation of shape descriptors for gait analysis in case of silhouette sequence images. We used moment descriptors(MD), Fourier descriptors(FD) and Zernike descriptors(ZD) as a shape descriptor. To evaluate their performance, we firstly defined the performance index, that is, AI(asymmetry index) and PI(periodic index) based on the periodic property of the gait images. This is why they are represented by periodic parameters due to periodic gait images. This index means that how the shape is represented periodically. According to these indexes, we evaluated the data sets with periodic images, downloaded from internet. The results showed that Zernike descriptors had better performance of AI = 1.09 and PI = 2.21 than others. And in case of FD and ZD, it’s efficient to implement the gait analysis with 5∼10 parameters.

차동형 와전류신호의 경제적 저장법 연구

이창준,이진호,신영길 한국비파괴검사학회 2004 한국비파괴검사학회지 Vol.24 No.3

탐상신호로부터 결함에 대한 정확한 정보를 얻으려면, 검사자는 어떠한 결함에서 어떠한 신호가 발생되는지에 대한 충분한 배경지식이 있어야 하며, 이는 대부분 경험에 의해 얻어진다. 다른 방법으로 그러한 지식을 축적하려면, 여러 결함과 해당 결함신호에 대한 데이터베이스의 구축이 필요하다. 데이터베이스의 구축시 검사신호를 그대로 저장하게 되면 매우 큰 저장공간을 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 푸리에 서술자를 이용하여 경제적으로 신호를 저장하는 방법을 연구하였다. 이 방법에서는 신호 대신 푸리에 서술자를 저장하여 저장공간을 줄이며, 저장된 서술자들을 이용하여 원래의 신호를 재생한다. 차동형 와전류신호들을 사용하여 실험한 결과, ASCⅡ 데이터로 실제 신호로부터는 약 85%까지, 그리고 필터링 신호로부터는 57∼65%까지 저장공간을 절약할 수 있었으며, 이 때 재생된 신호는 원래 신호와 매우 유사함을 확인하였다. 이러한 저장법은 차동신호 데이터베이스를 구축할 때, 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다. To get accurate information about the defect from the test signal, NDT engineers should have a good knowledge on forward problems. Such knowledge is usually obtained by a lot of testing experiences. Another way of obtaining such knowledge is to build a database containing lots of defect information and their corresponding signals. However, the archiving or raw test data would require a lot of storage space. In this paper, an economic way of strong signals is studied by using Fourier descriptors. Instead of saving raw signal data, Fourier descriptors are saved and the storage space is reduced. Of course, the defect signal can be reconstructed from the stored descriptors. By using differential ECT signals produced by numerical modeling and experiment, the savings of 85% from the original signal and 57∼65% from the filtered signal in the storage space were confirmed. The similarity of the reconstructed signal and the original signal was also demonstrated. This Fourier descriptor approach could contribute significantly in building differential signal databases.

Performance Evaluations for Leaf Classification Using Combined Features of Shape and Texture

Seon-Jong Kim(김선종),Dong-Pil Kim(김동필) 한국지능정보시스템학회 2012 지능정보연구 Vol.18 No.3

There are many trees in a roadside, parks or facilities for landscape. Although we are easily seeing a tree in around, it would be difficult to classify it and to get some information about it, such as its name, species and surroundings of the tree. To find them, you have to find the illustrated books for plants or search for them on internet. The important components of a tree are leaf, flower, bark, and so on. Generally we can classify the tree by its leaves. A leaf has the inherited features of the shape, vein, and so on. The shape is important role to decide what the tree is. And texture included in vein is also efficient feature to classify them. This paper evaluates the performance of a leaf classification system using both shape and texture features. We use Fourier descriptors for shape features, and both gray-level co-occurrence matrices and wavelets for texture features, and used combinations of such features for evaluation of images from the Flavia dataset. We compared the recognition rates and the precision-recall performances of these features. Various experiments showed that a combination of shape and texture gave better results for performance. The best came from the case of a combination of features of shape and texture with a flipped contour for a Fourier descriptor.

CCD 영상에서의 실시간 자동 표적 탐지 알고리즘

유정재,선선구,박현욱 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.41 No.6

본 논문에서는 CCD(charge-coupled device) 영상 기반의 자동 표적 탐지 시스템(ATD System : Automatic Target Detection System)에 적합한 빠른 탐색 방법을 제안한다. 무기체계에서의 활용을 위해서는 빠른 연산이 주요한 변수인 만큼 이 논문에서는 적은 계산량으로 다양한 표적을 탐지할 수 있는 능력에 주안점을 두고 있다. 표적 훈련(train)단계에서는 구간별 수직 방향 프로젝션을 이용하여 1D의 템플릿을 구성하고 K-means clustering과 이진 트리 구조(binary tree structure)를 활용하여 실제 시험 단계에서 템플릿 정합하는 횟수를 최소화한다. 또한 Correlation-based Adaptive Predictive Search(CAPS)를 이용하여 각각의 템플릿에 적응적인 skip-width를 사용하여 탐색 속도를 높이고 클러터 제거 단계에서는 윤곽선으로부터 추출한 Fourier Descriptor계수를 비교함으로써 초기 탐지에서 타겟으로 오인된 클러터를 모양 정보에 기반해서 제거하는 방법을 사용한다. In this paper, a new fast detection and clutter rejection method is proposed for CCD-image-based Automatic Target Detection System. For defence application, fast computation is a critical point, thus we concentrated on the ability to detect various targets with simple computation. In training stage, 1D template set is generated by regional vertical projection and K-means clustering, and binary tree structure is adopted to reduce the number of template matching in test stage. We also use adaptive skip-width by Correlation-based Adaptive Predictive Search(CAPS) to further improve the detecting speed. In clutter rejection stage, we obtain Fourier Descriptor coefficients from boundary information, which are useful to rejected clutters.

Study of Feature-Based Image Capturing and Recognition Algorithm

Chih-Hong Kao,Sheng-Ping Hsieh,Chih-Cheng Peng 제어로봇시스템학회 2010 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2010 No.10

In the field of applied computer vision, the three-dimensional (3D) object recognition is a very important technique which can be used to determine objects from a certain direction of the image for arbitrary 3D objects. These skills are useful in military applications, such as moving target recognition and coastal surveillance. Computer vision recognition allows fast response and all day long reconnaissance. The purpose of establishing a ship recognition system is to research and develop effective ship contour capture in the natural sea environment. We can develop a ship recognition system that is reliable and fast based on a database of ship images. We propose a recognition algorithm for ship images. This system utilizes gradient vector flow to capture the ship image contour first and calculates the geometric eigenvalue using this contour and Fourier descriptor. The eigenvalues are used to perform separate rough and detailed recognition. A graphic user interface is developed and the validity of the proposed technique is demonstrated using identifying images.