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석탑 문화재의 실루엣 추출을 위한 노이즈 제거
Silhouette Denoising for the Stone Cultural Heritages 원문보기

디지털콘텐츠학회 논문지 = Journal of Digital Contents Society, v.10 no.3, 2009년, pp.381 - 388  

김학란 (경원대학교 문화콘텐츠지원기술(CT)연구소) ,  황보택근 (경원대학교 IT대학 컴퓨터미디어)

초록
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논문에서는 3D 스캔 자료에서 추출한 실루엣(silhouette)의 윤곽선(contour edge)이나 주름변(crease edge)의 정보에 나타난 불필요한 노이즈를 제거하는 방법을 제안한다. 석탑 문화재는 석조물 재질의 특징상 울퉁불퉁한 표면 정보를 가지며, 또한 오랜 세월의 풍화작용에 의한 훼손과 데이터 수집 시 나타날 수 있는 기술적 오류에 의해 실루엣에 단발성 선분 형태의 많은 잡음이 나타난다. 따라서 실루엣의 정보에서 노이즈처럼 보이는 단발성 변들을 제거하면 또렷한 석탑 자체의 실루엣을 얻을 수 있다. 선분의 연속성을 세는 알고리듬을 고안하여 길이가 3개 이하인 윤곽선이나 주름변을 제거하였다. 임계값(threshold)을 사용하는 기존의 실루엣 추출방법과 비교하여, 새로이 제안한 방법은 더욱 효과적이고 정확한 실루엣을 얻을 수 있었다. 제안한 노이즈 제거 방법은 석탑 문화재의 경우뿐 아니라 정보의 변형이나 오류에 의해 잘못된 단발성 주름변을 가지는 다른 경우에 대해서도 응용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a denoising method for the contour edges and crease edges of silhouette obtained from 3D scanned data of stone cultural heritages. It is often the case that the silhouette involves noise in the form of short-length line segments, due to rough surfaces of stone cultural heritages,...

주제어

#denoising   #silhouette extraction   #cultural heritage reconstruction  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 거친 표면, 왜곡, 오류로 인하여 나타날 수 있는 노이즈 정보를 판별하는 방법으로 주름 변으로 분류된 각 변을 구성하는 두 개의 정점에 연결된 변이 있는 지를 판단한다.
  • 본 논문에서는 이러한 문제점의 해결방안으로 단발성 노이즈와 의미를 가지는 변을 구분하여 노이즈를 제거하는 방법을 제안하였다.
  • 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 단순한 일회성 변 정보인지 의미를 가지는 변 정보인지 구분하여 일회성 변 정보는 노이즈로, 의미있는 변 정보는 실제적인 실루엣으로 간주하여 노이즈를 줄이는 실루엣 추출방법을 제안하였다. 선분의 연속성을 세는 알고리듬을 고안하여 노이즈로 판단되는 변은 연결정보가 3개 이하인 경우로 제한하였으며 사용되는 3D모델 예제에 따라 연결정보의 판단 개수는 달라질 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실루엣을 추출하여 모델링한 후 나타나는 노이즈를 제거하기 위한 가장 일반적이며 간단한 방법은 무엇인가? 실루엣을 추출하여 모델링한 후 나타나는 노이즈를 제거하기 위한 가장 일반적이며 간단한 방법은 임계값을 사용한 방법이다.
폴리곤 기반의 메시로 구성 된 모델에서 실루엣 변을 추출하기 위한 일반적인 방법은 무엇인가? 연구 초기에는 복잡한 모델의 윤곽선을 추출하기 위한 방법으로 깊이 맵을 이용한 윤곽선 표현 방법[1,2,3]과 법선을 이용한 윤곽선 표현방법[2]을 결합하는 방법을 제안하고 있다. 폴리곤 기반의 메시로 구성 된 모델에서 실루엣 변을 추출하기 위한 일반적인 방법은 폴리곤을 구성하는 각 정점에 대해서 변을 공유하고 있는 인접한 두 면의 법선을 검사 하는 방법이다. Aaron Hertzmann[4]의 연구에 의하면 폴리곤 기반의 메시와 부드러운 곡면을 위한 실루엣 곡선을 추출하기 위한 근사방법을 제안했다.
석탑 문화재의 실루엣에서 주름변의 모델링 활용도를 높이려면 노이즈의 문제점을 개선하는 방법이 필요한 이유는 무엇인가? 기존에 연구한 법선 벡터와 시선벡터의 변화량에 따른 실루엣 검출 방법을 이용하여 석탑 문화재의 실루엣을 검출하여 모델링 할 경우 석탑 재질의 특징상 울퉁불퉁한 표면 정보를 가지며, 또한 오랜 세월의 풍화작용에 의한 훼손과 데이터 수집 시 나타날 수 있는 기술적 오류에 의해 실루엣에 단발성 선분 형태의 많은 잡음이 나타난다. 따라서 실루엣에서 주름변의 모델링 활용도를 놓이려면 노이즈의 문제점을 개선하는 방법이 필요하다.
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참고문헌 (8)

  1. Cassidy Curtis, "Loose and Sketchy Animation, " In SIGGRAPH 98:Conference Abstracts and Applications, pp. 317,1998 

  2. Philippe Decaudin. "Cartoon-Looking Rendering of 3D-Scenes," Technical Report 2919, INRIA, June 1996 

  3. Takafumi Saito, and Tokiichiro Takahashi, "Comprehensible Rendering of 3D Shapes, " Computer Graphics(SIGGRAPH '90 Proceedings), Volume 24, pp. 197-206, August 1990 

  4. Aaron Hertzmann, "Introduction to 3D Non-Photorea listic Rendering: Silhouette and Outlines," SIGGRAPH Course Notes, pp. 7-1-7-14, 1999 

  5. Tobias Isenberg, Bert Freudenberg, Nick Halper, Stefan Schlechtweg, and Thomas Strothotte, "A Developer's Guide to Silhouette Algorithms for Polygonal Models," IEEE Computer Graphics and Applications, Volume 23 , Issue 4, pp. 28-37, July 2003 

  6. Y. Sun, A. F. Koschan, J. Paik, and M. A. Abidi, "Normal Vector Voting: Crease Detection and Curvature Estimation on Large, Noisy Meshes," Elsevier Science Graphical Models 64, pp. 199-229, 2002 

    상세보기 crossref

  7. 정정일, 조진수, 황보택근, "문화재의 3D 스캔 데이터로부터 도면을 생성하기 위한 자동화된 실루엣 추출방법," 한국콘텐츠학회 논문지, 제8권, 제12호, PP. 10-19, 2008. 12 

  8. Game Programming Gem, http://www.gpgstudy.com 

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