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.

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.

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.

가이드된 순차 RANSAC에 의한 다중 호모그래피 추정

박용희(Yong-Hee Park),권오석(Oh-Seok Kwon) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회논문지 Vol.10 No.7

본 논문은 시점을 달리 하는 두 이미지 사이의 다중 호모그래피 관계를 RANSAC을 이용하여 동시에 추정하는 새로운 방안을 제안한다. 이상치가 많이 포함된 데이터에 대해서도 강건한 파라미터 추정이 가능한 RANSAC 알고리즘은 단일 모델에 대해서만 적용되는 제약을 가진다. 따라서, 이미지에 존재하는 여러 평면의 2D 투영 변환 관계들을 추정하기 위해서는 RANSAC 알고리즘을 순차적으로 수행해야 한다. 이 과정에서 데이터에 지속적으로 포함되는 이상치들은 모델 추정을 느리게 한다. 또한, 모델들은 적합치 비율에 의해 순차적으로 추정되기 때문에 알고리즘의 병렬화가 어렵다는 문제가 있다. 본 논문에서는 RANSAC 알고리즘의 수행 과정에서 찾아낸 부분적인 모델 관계를 이용하여 반복 시도 횟수를 줄이고 다중 호모그래피들을 동시에 추정할 수 있는 가이드된 순차 RANSAC 알고리즘을 제시한다. This study proposes a new method of multiple homographies estimation between two images. With a large proportion of outliers, RANSAC is a general and very successful robust parameter estimator. However it is limited by the assumption that a single model acounts for all of the data inliers. Therefore, it has been suggested to sequentially apply RANSAC to estimate multiple 2D projective transformations. In this case, because outliers stay in the correspondence data set through the estimation process sequentially, it tends to progress slowly for all models. And, it is difficult to parallelize the sequential process due to the estimation order by the number of inliers for each model. We introduce a guided sequential RANSAC algorithm, using the local model instances that have been obtained from RANSAC procedure, which is able to reduce the number of random samples and deal simultaneously with multiple models.

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).

근대 문화유산 콘텐츠 활성화를 위한 역사지도 융합 및 활용

이강훈,박종일 한양대학교 우리춤연구소 2018 우리춤과 과학기술 Vol.14 No.1

In many countries around the world, efforts are being made to secure diverse cultural heritages. In recent years, modern cultural heritage has been registered as a UNESCO World Heritage Site. There are also modern cultural heritages around us, but we are not interested in this. Therefore, research is needed to raise interest in modern cultural heritage. This paper proposes a content system that uses historical maps and related contents to preserve modern cultural heritage and raise public interest. In order to inform the location of the modern cultural heritage, the satellite map of Seoul and the historical map of Seoul were made so that the general public could easily converge on it. In addition, we compiled a modern cultural heritage contents system that introduces photographs and videos related to modern heritage buildings and streets, comparing the maps of present and past fused. The content system of modern cultural heritage can be viewed by comparing the shape of the old Seoul. In addition, it has the advantage of being able to easily view the various materials of the modern cultural heritage existing in the map.

시간 신호의 디지털 처리

김 다니엘, 김성숙 배재대학교 자연과학연구소 2016 自然科學論文集 Vol.27 No.1

In modern era, a numerous form of temporal signal are used in many areas. When the information of the signal are quantized, mathematical Digital Signal Processing (DSP) empowers the delivery of the information to users for the purposes of storage, processing, and transmission. The most fundamental mathematical theory behind most of the digital processing is based on the Forward and Inverse Discrete Fourier Transformations (DFT and IDFT). In this paper, we provide a brief expository note of the fundamental ideas of these mappings along with a demonstration to a temporal sound signal processing. 현대에는 다양한 형태의 시간 신호가 많은 분야에서 사용되고 있다. 신호의 정보가 양자화 되면 수학적 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing)를 통해 저장, 처리 및 전송을 위해 사용자에게 정보를 전달할 수 있다. 대부분의 디지털 프로세싱의 가장 기본적인 수학 이론은 순방향 및 역 이산 퓨리에 변환 (DFT 및 IDFT)을 기반으로 한다. 이 논문에서는 이러한 함수의 근본적인 아이디어에 대한 간략한 해설과 시간적 사운드 신호 처리에 대한 시연을 제공한다.

무인 비행체의 공중 충돌 방지를 위한 시각 기반 능동적 회피 기동 시스템

박정환(Jeonghwan Park),최재용(Andrew Jaeyong Choi),한재흥(Jae-Hung Han) 한국항공우주학회 2021 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2021 No.11