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문제 정의
- 즉, 현재 적용되고 있는 터널 조명 설치 방법은 조명의 에너지 소비와 밝기 간의 trade-off와 터널 내에만 설치 가능한 환경적 제약에 의해서 블랙홀 현상 완화에 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 터널 조명 규격의 한계점을 해결하고자 차량이 터널에 진입하기 전에 유리의 투영도를 감소시켜서 운전자가 미리 터널 내부의 밝기에 순응 하게 하여 터널 진입 시에 발생하는 암순응 시간을 최소화한다.
- 터널 내부 휘도를 터널 외부 휘도 측정 방법과 동일하게 측정할 경우에 터널과의 거리가 멀어질수록 오차율이 증가한다. 본 논문에서는 터널 내부 휘도값의 정확도를 향상시키기 위해서 터널 외부 휘도 측정 방법을 사용하지 않고 국내 터널 조명 기준을 참고하였다. 국내 터널 조명 기준은 터널의 입구부 휘도를 표 1처럼 터널 주변의 지형이나 차량 속도와 같은 요소들로 결정한다.
- 하지만 조명이 설치되어있음에도 불구하고 터널 야외 휘도와 내부 휘도가 최대 10배 이상 차이가 나기 때문에 블랙홀 현상 문제는 완벽하게 해결되지 않는다. 본 논문에서는 터널 조명으로 블랙홀 현상을 완화시키는 방법의 한계를 극복하고자 투영도 조절 가능한 유리와 그 유리의 투영도 조절 방법을 제안했다. 터널에 진입하기 전에 미리 터널과의 거리를 예측하고, 가변되는 차량 속도와 외부 휘도에 따라 유리의 투영도를 계산하고 조절했다.
가설 설정
- 그림 15는 OECF를 이용하여 휘도를 계산한 것으로 유리의 투영도가 조절되지 않을 경우에는 터널에 진입하는 118초쯤에 급감한다. 급감하는 밝기는 블랙홀 현상을 유발할 수 있지만 본 논문에서 제안하는 방법을 적용 하였을 경우에는 휘도가 상대적으로 천천히 감소되기 때문에 블랙홀 현상이 발생하지 않거나 완화되어 발생할 것이다. 그러므로 제안하는 방법은 국내 터널 조명 규격에서 제안하는 방법보다 운전자가 더 쉽게 암순응을 할 수 있도록 도와줄 수 있다.
- 운전자의 안전을 위해 운전자가 노면의 장애물을 쉽게 파악해야하기 때문이다. 동일한 기준으로 터널 외부 휘도를 그림 5처럼 터널까지의 평균 노면 휘도로 가정하였다. 평균 노면 휘도는 모델링된 OECF로 작성한 LUT를 이용하여 구할 수 있다.
- Opto Electronic Conversion Function(OECF)은 8비트 픽셀과 휘도 간의 관계를 나타내고 이를 통해서 노면의 평균 밝기를 예측할 수 있다. 여기서 노면의 평균 밝기를 예측하는 이유는 운전자가 노면의 장애물을 인식하여 안전을 도모할 수 있도록 하기 위함이며, 이러한 이유로 투영도 조절 가능한 유리를 통해서 촬영된 영상의 노면 평균 밝기를 운전자의 순응 휘도라 가정했다. 하지만 터널 내부의 밝기 정보는 차량과의 거리가 멀기 때문에 OECF로 예측하기에는 어렵다.
- 그림 6은 원근법에 의하여 증가되는 터널을 나타낸 것이다. 우리는 i번째 프레임의 수평축 터널 픽셀의 개수 Pi와 영상의 수평축 픽셀의 개수 PM이 같아질 때 차량이 터널 입구에 도착했다고 가정했다. 이러한 원근법의 원리를 이용하여 터널까지의 거리를 예측한 후에 투영도 조절 계수를 유도한다.
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