[논문]고차 polynomial을 이용한 정밀한 카메라 캘리브레이션

조태훈

고차 polynomial을 이용한 정밀한 카메라 캘리브레이션
An Accurate Camera Calibration Using Higher-Order Polynomials 원문보기

조태훈 (한국기술교육대학교 정보기술공학부)

카메라 캘리브레이션은 비젼(vision) 시스템의 광학왜곡을 보정하기 위해, 영상 좌표계와 실세계 좌표계간의 변환관계를 정의해 주는 mapping을 구하는 과정으로 카메라를 이용한 측정, 검사, 위치보정 등의 응용에서 매우 중요하다. 카메라 캘리브레이션 방법으로 많이 사용되는 Tsai 알고리즘은 여러 카메라 내부 상수들을 필요로 하며, 적절한 활용을 위해서는 이에 대한 이해와 카메라와 렌즈왜곡의 모델에 대한 사전지식을 요한다. 본 논문에서는 카메라나 렌즈왜곡에 대한 모델이나 가정없이, 영상좌표와 실세계 좌표간의 변환을 고차(higher order) polynomial을 이용하여 구현하여 사용이 손쉬운 카메라 캘리브레이션 방법을 소개하고 성능을 평가하였다. 성능 평가 결과, 3차 polynomial을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법이 Tsai알고리즘보다 정밀도에서 우수하였다.

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

문제 정의

본 논문에서는 영상의 기하학적 왜곡 [3] 을 보정하기 위해 사용되는 선형변환 및 고차 (higher order) polynomial 변환에 의한 2차원 카메라 캘리브레이션을 제안하고 성능평가를 하였다.
본 논문에서는 카메라나 렌즈왜곡에 대한 모델이나 가정없이, 영상죄표와 실세계 좌표 간의 변환을 고차(higher order) polynomial을 이용하여 구현하여 사용이 손쉬운 카메라 캘리브레이션 방법을 소개하고 성능을 평가하였다. 성능 평가 결과, 3차 polynomial을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법이 Tsai알고리즘보다 정밀도에서 우수하였다.
어려운 단점이 있다. 이러한, 비선형 왜곡을 보상하여 보다 정밀도를 향상시키기 위해서 high-order polynomial 변환을 이용한 카메라 캘리브레이션을 제안한다.

제안 방법

위의 camera caJibration 방법들의 성능의 평가하기 위하여 정밀도를 측정하였다. 초점거리 25mm인 CCTV 렌즈에 extension ring 2.
이를 위해 먼저, 이미 알고■있는 실세계 치수의 “특징”들로 구성되는 calibration plate의 영상을 취득하고, 특징(보통, dot 형상) 들의 중심점들의 영상좌표를 추출한다. 그리고, 이 영상좌표들과 calibration plate의 dot 들의 실세계 좌표들간의 상호 변환관계를 구하게 된다.
초점거리 25mm인 CCTV 렌즈에 extension ring 2.5mm 를 부착한 카메라 CVM-10(CCIR type)으로 768x574 크기의 calibration plate 의 영상을 frame enibber 번」「盘- 취与하였다. 사용닌 calibration plate는 그림 1 과 같이 직경 2mm 인 흑점(black dot)들이 수평, 수직 방향으로 3.

대상 데이터

이 plate는 유리판위에 이러한 흑점들이 위치 정밀도 오차 +- 1'2 um의 고정도로 인쇄되었다. 취득된 영상은 흑점이 수평, 수직 방향으로 각각 8개, 6개 모두 48개가 들어 있고, 카메라의 FOV( Field of View) 는 25x20mm 정도였다. 취득된 calibration plate 영상으로부터 connected component labelling[4] 알고리즘을 사용하여, 각 dot의 중심좌표를 추출하였다.

이론/모형

N개의 영상좌표와 이에 대응되는 실세 게 좌표가 주어졌을 때, 식 (1), (2)을 최소자승오차(least square error)상 가장 정확하게 만족시키는 파라미터 a, b, p, e, f, q를 구한다. N=3이면, 유일해(unique solution)가 존재하고, N>3 이먼 overdetermined 선형방정식이 되어 pseudo-inverse 방법에 의해 해를 구한다.
ccal_fo: 최적 화된 coplanar calibration) 에 의한 calibration을 수행하고, calibration 오차를 계산한 결과를 표 1 과 표 2에 보인다. Tsai 알고리즘은 많이 사용되는 Wilson의 프로그램[5]을 가지고 테스트하였다. 여기서, ixy, imax 는 각각 영상 좌표계에서의 거리 (R) 방향 RMS(Root Mean Square) 오차, 거리방향 최대 오차를 가리킨다.
NXM+l)?이면 overdetermined 선형방정식이 되어 pseudo-inverse 방법에 의해 해를 구한다.
취득된 영상은 흑점이 수평, 수직 방향으로 각각 8개, 6개 모두 48개가 들어 있고, 카메라의 FOV( Field of View) 는 25x20mm 정도였다. 취득된 calibration plate 영상으로부터 connected component labelling[4] 알고리즘을 사용하여, 각 dot의 중심좌표를 추출하였다. 이에 대응되는 실세계좌표는 인접 dot간 거리가 3.

성능/효과

이는 Tsai알고리즘은 파라미터가 11개(카메라 내부파라미터 5개, 외부파라미터 6개)로 파라미터 갯수에서 3차 polynomial 변환보다 파라미터 갯수보다 적기 때문인 것으로 보인다. 따라서, 충분한 캘리브레이션 점들을 얻을 수 있다면, Tsai 알고리즘보다 3차 polynomial 변환에 의한 캘리브레이션을 사용하는 것이 보다 정밀할 것으로 판단된다.
성능 평가 결과, 3차 polynomial을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법이 Tsai알고리즘보다 정밀도에서 우수하였다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

고차 polynomial을 이용한 정밀한 카메라 캘리브레이션
An Accurate Camera Calibration Using Higher-Order Polynomials 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

고차 polynomial을 이용한 정밀한 카메라 캘리브레이션 An Accurate Camera Calibration Using Higher-Order Polynomials 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

고차 polynomial을 이용한 정밀한 카메라 캘리브레이션
An Accurate Camera Calibration Using Higher-Order Polynomials 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper