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잎맥 특징을 이용한 모양기반의 식물 잎 이미지 검색
Shape-based Leaf Image Retrieval using Venation Feature 원문보기

한국정보과학회 06 한국컴퓨터종합학술대회 논문집D, 2006 June, 2006년, pp.346 - 348  

남윤영 (아주대학교 정보통신전문대학원) ,  박진규 (고려대학교 전자컴퓨터공학과) ,  황인준 (고려대학교 전자컴퓨터공학과) ,  김동윤 (아주대학교 정보통신전문대학원)

초록
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본 논문은 잎맥 특징을 이용한 식물의 잎 이미지 검색 방법을 제안한다. 식물의 검색을 위해 모양 기반의 검색방법을 사용하였으며, 잎의 외곽선 분만 아니라 내부의 잎맥 정보를 이용하여 정확율을 향상시켰다. 외곽선은 MPP(Minimum Perimeter Polygons) 알고리즘을 개선하여 표현하고, 내부의 잎맥의 특징은 CSS(Curvature Scale Space)를 개선하여 주맥과 교차점, 끝점을 추출하여 표현하였다. 특징 점들간의 관계와 거리값을 통해 가중치가 있는 그래프로 표현하고 이 값을 통해 유사도를 계산하였다. 실험에서는 식물도감에서 1000여개의 식물 잎 이미지를 추출하여 기존의 알고리즘인 Fourier Descriptor, CSSD, CCD, Moment Invariants, MPP와 비교하였다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 본 논문에서는 식물 검색을 위해 식물의 잎 이미지에서 특징을 추출하여 검색에 홭용하였다. 잎의 외곽선은 개선된 MPP를 알고리즘을 통해 표현값을 추출하였고, 내부의 잎맥은 개선된 CSS1 사용하여 표현값을 추출하였다.
  • 잎의 외곽선은 개선된 MPP를 알고리즘을 통해 표현값을 추출하였고, 내부의 잎맥은 개선된 CSS1 사용하여 표현값을 추출하였다. 외곽선과 잎맥의 표현값은 유사도를 계산하여 매칭에 사꾱하였으며, 또한 잎액의 표현값은 점들의 분포를 기반으로 잎맥의 분류에 사용하였다. 이러한 방법을 통刮 기존의 검색 방법보다 검색의 성능을 향상시킬 수 있었다.
  • 이미지 표현 알고리즘을 통해 시퀀스를 추출하여 이미지 인덱싱이 이루어지면 사용자가 질의한 이미지가 데이터베이스의 이미지와 얼마나 일치하는지를 계산한다. 이러한 유사도 계산을 통하여 결과 값을 얻어낸 후, 가장 유사한 이미지부터 순서대로 보여준다.
  • 이미지 검색은 검색하고자 하는 이미지에 따라 이용되는 특성이 다를 수 있다. 이미지가 흑백 이미지면 질감이나 모양으로 검출하고, 다양한 색상이면 색상값을 이용하여 검출한다. 이 중에 모양은 윤곽을 갖춘 객체를 포함한 이미지라면 검색에 이용할 수 있는 특성이다.
  • 그림 4는 잎맥의 추출과 표현의 예를 보이고 있다. 잎맥 검출 알고리즘은 교차점 1, 3, 18, 5, 14, 7, 16, 9, 19(위에서 아래로)과 꿑점 11, 12, 17, 15, 13, 0, 2, 4, 6, 8, 10(시계방향으로)을 검출하고 인접행렬을 구축하였다. 이때, ZI물액의 경우 행렬이 많은 0을 포함하고 있기 때문에 행렬해신 문자형 표현방법으로 트리를 구성한다.
  • 본 논문에서는 식물 검색을 위해 식물의 잎 이미지에서 특징을 추출하여 검색에 홭용하였다. 잎의 외곽선은 개선된 MPP를 알고리즘을 통해 표현값을 추출하였고, 내부의 잎맥은 개선된 CSS1 사용하여 표현값을 추출하였다. 외곽선과 잎맥의 표현값은 유사도를 계산하여 매칭에 사꾱하였으며, 또한 잎액의 표현값은 점들의 분포를 기반으로 잎맥의 분류에 사용하였다.

대상 데이터

  • 본 논문에서 제안하는 방법을 기존의 방법과 비교 분석하기 위해서 국내에서 자생하고 있는 식물들을 수록하고 있는 대한식물도감[6]어서 1032종의 잎 이미지를 발췌하여 사용하였다. 이를 통해 제안한 알고리즘을 이용하여 실험 데이터에 대해「ecall과 p「ecisi이1을 비교분석하였다.

데이터처리

  • 유사도를 계산하기 위해 유클리드 거리를 사용하였으며, 아래의 식 3과 같이 질의한 이미지의 점들(3))과 데이터베이스에 저장된 이미지의 점들(이)과의 거리에서 최소 값을 가지는 거리(氏)를 이용하여 계산하였다.
  • 본 논문에서 제안하는 방법을 기존의 방법과 비교 분석하기 위해서 국내에서 자생하고 있는 식물들을 수록하고 있는 대한식물도감[6]어서 1032종의 잎 이미지를 발췌하여 사용하였다. 이를 통해 제안한 알고리즘을 이용하여 실험 데이터에 대해「ecall과 p「ecisi이1을 비교분석하였다.

이론/모형

  • 식물의 잎 모양 이미지에서, 식물의 잎은 잎맥을 제외한 잎의 외곽선이 시작점과 끝점이 서로 연결되어있는 폐쇄형(이。secHoop)이므로, 식물의 잎 모양 이미지에 대해 MPP 알고리즘을 적요할 수 있다. MPP 알고리즘은 MATLABI5]으로 구현하였으며, MPP 알고리즘을 식물의 잎이 미치에 적용하면 그림 1과 같은 이미지를 얻을 수 있다.
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