선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 DSLR 카메라의 영상을 이용하여 조명의 전체적인 휘도를 측정하는 면휘도계의 휴대성과 경제성의 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 제안하는 휘도측정시스템은 DSLR 카메라 영상을 통하여 측정 대상의 전체적인 휘도를 측정하며, 측정거리와 각도에 따라 변화하는 휘도값을 고려하여 입력된 빛 정보를 실시간으로 보정하여 휘도값이 출력되도록 설계하였다.
- 본 논문에서는 발광광고물의 휘도를 측정하는 휘도측정시스템의 측정위치기반 휘도보정알고리즘을 제안하였다. 기존 휘도측정시스템[5]의 오차개선을 위하여 휘도 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 고려한 알고리즘을 제안하였다.
- 본 논문에서는 표면휘도정보를 획득하는 면측정방법을 구현하기 위해 점측정방법을 통해 객관화된 정보를 획득하였다. 본 실험에서는 측정 거리와 각도에 따른 휘도 값의 변화를 측정하기 위하여 점휘도계를 사용한 측정 실험을 진행하였고, 측정거리와 각도에 따른 휘도 변화량으로 보정 수식을 도출하였다.
- 본 논문에서는 휴대용 휘도측정시스템의 측정위치기반 휘도보정알고리즘을 제안한다. 제안하는 휴대용 휘도측정시스템은 점휘도계의 효율성과 면휘도계의 휴대성의 장점을 결합하고, 측정의 번거로움과 경제성의 단점을 보완하여 설계하였다[5].
- 제안하는 휴대용 휘도측정시스템은 발광 광고물의 휘도측정을 목적으로 한다. 발광 광고물은 설치위치, 크기, 모양이 다양하며[1], 휘도 값은 광원의 색과 표면의 특성, 측정거리와 각도에 따라 다른 값을 나타낸다[9-11].
제안 방법
- 측정 높이 120cm, 정면으로 고정하고, 측정거리는 2~10m까지 2m씩 측정위치를 변경하며 진행했다. 같은 지점을 3회 반복 측정하였다. 실험을 통해 최대오차 1.
- 제안하는 휴대용 휘도측정시스템은 점휘도계의 효율성과 면휘도계의 휴대성의 장점을 결합하고, 측정의 번거로움과 경제성의 단점을 보완하여 설계하였다[5]. 기존 휘도측정시스템[5]의 오차개선을 위하여 휘도 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 고려한 알고리즘을 제안하였다. 기존 연구에서 고려한 휘도이미지 화소값[5]과 측정거리[9-10]뿐만 아니라 측정각도[11]을 반영한 보정 모델을 만들어 기존 시스템[5]보다 좋은 성능을 얻었다.
- 동시에 설정된 관심영역 내의 평균휘도 값과 최대휘도 값을 구한다. 또한, 레이저센서로 거리와 각도 값을 획득하여 측정위치를 고려한 보정알고리즘으로 평균휘도 값과 최대휘도 값을 보정하여 나타낸다.
- 또한, 실험용 간판을 대상으로 기준점 0°에서 좌우로 10°씩 이동하며 50°까지 휘도 값의 변화를 측정하였다.
- 기존 연구에서 고려한 휘도이미지 화소값[5]과 측정거리[9-10]뿐만 아니라 측정각도[11]을 반영한 보정 모델을 만들어 기존 시스템[5]보다 좋은 성능을 얻었다. 먼저, 점휘도계로 측정대상물과의 측정거리와 각도에 따른 휘도 값의 변화를 측정하였다. 거리가 멀어질수록 휘도 값이 감소하고, 정면 기준점에서 각도가 커질수록 휘도 값이 감소하는 것을 확인하였다[9-11].
- 본 논문에서는 실험용 간판을 이용하여 동일한 조건에서 점휘도계 LS-100의 측정값과 제안한 휘도 측정시스템의 측정값 비교실험을 통해 제안한 측정위치를 고려한 보정알고리즘을 검증하였다. 레이저 거리측정기에서 측정한 거리와 각도 값을 식 1과 식 2에 대입하여 휘도 값 보정을 하여 결과를 얻었다.
- 실험결과를 통해 휘도 값은 측정각도가 기준점 0°에서 멀어질수록 감소하는 것을 확인할 수 있다[11]. 본 논문에서는 휘도와 각도의 연관성을 분석하여 보정 수식을 구성하였다. 측정각도를 고려한 보정 수식은 다음의 식 1과 같다.
- 본 논문에서는 표면휘도정보를 획득하는 면측정방법을 구현하기 위해 점측정방법을 통해 객관화된 정보를 획득하였다. 본 실험에서는 측정 거리와 각도에 따른 휘도 값의 변화를 측정하기 위하여 점휘도계를 사용한 측정 실험을 진행하였고, 측정거리와 각도에 따른 휘도 변화량으로 보정 수식을 도출하였다.
- 실험용 간판은 고정하고, 점휘도계와 제안하는 휘도측정시스템으로 거리 1~5m까지 1m씩 거리를 증가하고, 정면 기준점 0°에서 오른쪽 측면 30°까지 5°씩 이동하며 휘도 값을 측정하였다.
- 휘도 출력부를 통해 원영상, 히스토그램, 설정된 관심영역 정보, 색채 화상화된 영상, 거리와 각도 정보, 평균휘도 값과 최대휘도 값 등의 정보를 그림 2와 같이 출력한다. 외형 설계는 가벼운 소재인 알루미늄으로 제작하였고, 측정 대상인 발광광고물은 설치 위치가 다양하므로 삼각대를 사용하여 높이를 조절하여 측정한다[9-11].
- 실험 결과를 통해 휘도 값은 측정거리가 멀어질수록 감소하는 것을 확인할 수 있다[3]. 이러한 연관성을 분석하여 보정 수식을 구성하였다. 거리를 고려한 보정 수식은 다음의 식 1과 같다.
- 측정거리와 각도에 따라 휘도 값이 2m거리의 정면 측정에 비해 줄어드는 것을 관찰 할 수 있었으며, 측정위치에 따라 변화하는 휘도의 특성을 분석하였다. 이를 통하여 측정거리와 휘도 값 간의 연관성, 측정각도와 휘도 값 간의 연관성을 수식으로 나타내었고, 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 포함한 측정위치를 고려한 알고리즘을 제안하였다. 실험용 간판을 제작하고 국부 측정값과의 비교 분석을 통해 점휘도계를 이용한 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다.
- 거리가 멀어질수록 휘도 값이 감소하고, 정면 기준점에서 각도가 커질수록 휘도 값이 감소하는 것을 확인하였다[9-11]. 이를 통하여 측정거리와 휘도 값 간의 연관성[9-10], 측정각도와 휘도 값 간의 연관성을 수식으로 나타내었고[11], 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정 각도를 포함한 측정위치를 고려한 알고리즘을 제안하였다. 실험용 간판을 제작하여 점휘도계와 제안한 휘도측정시스템을 비교 평가 실험하고 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다.
- 기존 연구에서 고려한 휘도이미지 화소값[5]과 측정거리[9-10]뿐만 아니라 측정각도[11]을 반영한 보정 모델을 만들어 기존 시스템[5]보다 좋은 성능을 얻었다. 먼저, 점휘도계로 측정대상물과의 측정거리와 각도에 따른 휘도 값의 변화를 측정하였다. 거리가 멀어질수록 휘도 값이 감소하고, 정면 기준점에서 각도가 커질수록 휘도 값이 감소하는 것을 확인하였다[9-11].
- 본 논문에서는 DSLR 카메라의 영상을 이용하여 조명의 전체적인 휘도를 측정하는 면휘도계의 휴대성과 경제성의 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 제안하는 휘도측정시스템은 DSLR 카메라 영상을 통하여 측정 대상의 전체적인 휘도를 측정하며, 측정거리와 각도에 따라 변화하는 휘도값을 고려하여 입력된 빛 정보를 실시간으로 보정하여 휘도값이 출력되도록 설계하였다. 휘도측정시스템은 그림 1과 같이 주 제어부인 태블릿PC와 영상획득을 위한 DSLR 카메라, 거리와 각도측정을 위한 레이저 거리 측정기 Leica DISTO D3a로 구성된다[3].
- 제안하는 휘도측정시스템은 영상 정보를 실시간으로 보정하여 휘도 값이 출력되도록 설계하였으며, 그림 3과 같이 작동한다[10]. 태블릿 PC의 LCD화면에 발광 광고물의 광원이 들어올 때 영상을 획득한다.
- 본 논문에서는 휴대용 휘도측정시스템의 측정위치기반 휘도보정알고리즘을 제안한다. 제안하는 휴대용 휘도측정시스템은 점휘도계의 효율성과 면휘도계의 휴대성의 장점을 결합하고, 측정의 번거로움과 경제성의 단점을 보완하여 설계하였다[5]. 기존 휘도측정시스템[5]의 오차개선을 위하여 휘도 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 고려한 알고리즘을 제안하였다.
- 표 3은 측정 거리에 따른 비교실험 결과이다. 측정 높이 120cm, 정면으로 고정하고, 측정거리는 2~10m까지 2m씩 측정위치를 변경하며 진행했다. 같은 지점을 3회 반복 측정하였다.
- 측정 높이 120cm, 측정거리 2m로 고정하고, 측정 각도는 기준점 0~50°까지 10°씩 측정위치를 이동하며 진행했다.
- 카메라는 조리개, 셔터 스피드, 감도를 거쳐 영상의 빛 정보가 저장되며, 설정에 의해 휘도 조절이 가능하다[12-13]. 측정 시 플래시를 꺼서 플래시 및 타 광의 영향을 최소화하며, 이미지 개선을 위한 옵션을 비활성화 하고 자동 화이트 밸런스로 설정하여 영상의 잡음 및 변화를 방지하였다. 조리개 f5.
- 측정 도구는 점휘도계 LS-100을 측정 각을 1°로 하여 사용하였다. 측정거리에 따라 변화하는 휘도 값을 측정하기 위해 실험용 간판의 위치를 고정하고, 거리를 2~10m까지 0.5m씩 측정위치를 이동하여 휘도 값을 측정하였다. 측정면은 정면이고, 휘도계의 높이는 120cm로 고정하여 같은 지점을 3회 반복 측정하였다[3].
- 점휘도계로 측정대상물과의 측정거리와 각도에 따른 휘도 값의 변화를 측정하였다. 측정거리와 각도에 따라 휘도 값이 2m거리의 정면 측정에 비해 줄어드는 것을 관찰 할 수 있었으며, 측정위치에 따라 변화하는 휘도의 특성을 분석하였다. 이를 통하여 측정거리와 휘도 값 간의 연관성, 측정각도와 휘도 값 간의 연관성을 수식으로 나타내었고, 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 포함한 측정위치를 고려한 알고리즘을 제안하였다.
- 5m씩 측정위치를 이동하여 휘도 값을 측정하였다. 측정면은 정면이고, 휘도계의 높이는 120cm로 고정하여 같은 지점을 3회 반복 측정하였다[3]. 표 1은 측정거리에 따른 휘도측정 결과이다.
- 동시에 측정대상과의 거리를 측정한다. 획득한 영상을 XYZ컬러모델로 변환하고 Y채널으로 히스토그램을 생성하고, 휘도 값의 시각화를 위해 색채 화상화 알고리즘을 적용한다. 동시에 설정된 관심영역 내의 평균휘도 값과 최대휘도 값을 구한다.
대상 데이터
- 제안하는 휘도 측정방법은 수동제어가 가능한 DSLR 카메라 Canon EOS 650D를 사용하였다. 카메라는 조리개, 셔터 스피드, 감도를 거쳐 영상의 빛 정보가 저장되며, 설정에 의해 휘도 조절이 가능하다[12-13].
- 제안하는 휘도측정시스템은 영상 정보를 실시간으로 보정하여 휘도 값이 출력되도록 설계하였으며, 그림 3과 같이 작동한다[10]. 태블릿 PC의 LCD화면에 발광 광고물의 광원이 들어올 때 영상을 획득한다. 동시에 측정대상과의 거리를 측정한다.
데이터처리
- 이를 통하여 측정거리와 휘도 값 간의 연관성, 측정각도와 휘도 값 간의 연관성을 수식으로 나타내었고, 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정각도를 포함한 측정위치를 고려한 알고리즘을 제안하였다. 실험용 간판을 제작하고 국부 측정값과의 비교 분석을 통해 점휘도계를 이용한 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다. 측정위치에 따른 보정알고리즘을 통하여 평균 오차 17.
- 이를 통하여 측정거리와 휘도 값 간의 연관성[9-10], 측정각도와 휘도 값 간의 연관성을 수식으로 나타내었고[11], 측정값에 영향을 미치는 측정거리와 측정 각도를 포함한 측정위치를 고려한 알고리즘을 제안하였다. 실험용 간판을 제작하여 점휘도계와 제안한 휘도측정시스템을 비교 평가 실험하고 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다. 측정위치에 따른 보정알고리즘을 통하여 기존 휘도측정시스템의 오차를 개선했다.
성능/효과
- 또한, 측정 각도에 비해 측정 거리에 대한 휘도 값의 변화가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 따라서 휘도 이미지의 화소 값에 비해 거리와 각도 연관성 가중치를 더 크게 적용하였고, 거리 연관성 가중치를 각도 연관성 가중치보다 크게 적용하였다.
- 제작한 실험용 간판은 1000cd/㎡이상의 휘도 값을 가진다. 또한, 측정 각도에 비해 측정 거리에 대한 휘도 값의 변화가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 따라서 휘도 이미지의 화소 값에 비해 거리와 각도 연관성 가중치를 더 크게 적용하였고, 거리 연관성 가중치를 각도 연관성 가중치보다 크게 적용하였다.
- 87%이며, 표 7의 결과와 비교했을 때 최대 오차는 4%이상 높게 나타났지만, 평균오차는 적게 나타난 것을 확인할 수 있다. 또한, 측정거리와 각도가 커질수록 오차가 크게 나타났다. 측정거리 보정수식의 기준점인 2m일 때, 평균 오차 1.
- 실험 결과를 통해 휘도 값은 측정거리가 멀어질수록 감소하는 것을 확인할 수 있다[3]. 이러한 연관성을 분석하여 보정 수식을 구성하였다.
- 실험용 간판의 평균 휘도 값이 1057.33cd/㎡로 나타났으나, 기존휘도 시스템은 최대 값이 851.7cd/㎡이므로 평균 오차가 19.3% 이상 나타났다. 하지만 식 3을 통하여 거리와 각도에 따른 보정 값을 대입하여 평균 오차를 2.
- 같은 지점을 3회 반복 측정하였다. 실험을 통해 최대 오차 0.77%, 평균 오차 0.54%임을 확인하였다.
- 같은 지점을 3회 반복 측정하였다. 실험을 통해 최대오차 1.90%, 평균 오차 0.78%임을 확인하였다.
- 위의 실험을 통하여 2% 이내의 오차를 나타내는 거리와 각도에 따른 보정수식의 성능을 확인하였다. 식 1과 식 2를 통해 측정거리와 각도를 모두 고려한 측정위치를 고려한 보정수식을 식 3과 같이 도출하였다.
- 또한, 측정거리와 각도가 커질수록 오차가 크게 나타났다. 측정거리 보정수식의 기준점인 2m일 때, 평균 오차 1.34%, 5m일 때, 평균 오차 3.19%가 나타났다. 측정각도의 경우, 0° 일 때, 평균 오차가 1.
- 71%로 나타났다. 측정거리만 고려한 경우의 최대 오차 6.31%, 평균 오차 2.82%이고, 측정각도만 고려한 경우에 최대 오차 7.40%, 평균 오차 2.87%이며, 표 7의 결과와 비교했을 때 최대 오차는 4%이상 높게 나타났지만, 평균오차는 적게 나타난 것을 확인할 수 있다. 또한, 측정거리와 각도가 커질수록 오차가 크게 나타났다.
- 실험용 간판을 제작하여 점휘도계와 제안한 휘도측정시스템을 비교 평가 실험하고 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다. 측정위치에 따른 보정알고리즘을 통하여 기존 휘도측정시스템의 오차를 개선했다.
- 실험용 간판을 제작하고 국부 측정값과의 비교 분석을 통해 점휘도계를 이용한 제안한 휘도측정시스템의 성능을 검증하였다. 측정위치에 따른 보정알고리즘을 통하여 평균 오차 17.31%, 최대 오차 13.88%가 개선된 것을 확인할 수 있었다.
- 6%로 나타났다. 표 5의 점휘도계 측정 결과와 표 7의 제안한 측정위치를 고려한 휘도측정 결과를 비교하면 평균 오차 2.02%, 최대 오차 10.71%로 나타났다. 측정거리만 고려한 경우의 최대 오차 6.
후속연구
- 본 연구에서는 실험환경을 제한하여 점휘도계의 측정결과와 제안한 알고리즘의 측정결과를 비교하였으므로 향후 다양한 환경에서 분할하여 휘도 값의 변화에 따른 거리와 각도 알고리즘을 체계화 할 것이며, 저휘도에서의 보정 방법과 측정 대상과 배경의 분리방법을 연구할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.