초록 ▼

3차원 공간정보의 구축을 위해 라이다영상, 항공영상, 그리고 지상영상 등 다양한 센서자료들이 사용될 수 있다. 이러한 영상자료로부터 객체정보를 추출하기 위해서 본 연구에서는 먼저 영상자료내 각 지점에서 구할 수 있는 표면 파라미터의 추정성능을 예측하고 이를 표면정보를 추출하는데 활용하고자 하였다. 표면 파라미터에 대한 정보는 각 지점을 중심으로 어떠한 표면형태가 존재하는지를 파악할 수 있는 기준을 파악할 수 있음으로 이후 수반되는 영상자료로부터 의미있는 객체정보의 추출과정에 유용하게 쓰일 수 있다.
이를 위해, 본 연구에서는

3차원 공간정보의 구축을 위해 라이다영상, 항공영상, 그리고 지상영상 등 다양한 센서자료들이 사용될 수 있다. 이러한 영상자료로부터 객체정보를 추출하기 위해서 본 연구에서는 먼저 영상자료내 각 지점에서 구할 수 있는 표면 파라미터의 추정성능을 예측하고 이를 표면정보를 추출하는데 활용하고자 하였다. 표면 파라미터에 대한 정보는 각 지점을 중심으로 어떠한 표면형태가 존재하는지를 파악할 수 있는 기준을 파악할 수 있음으로 이후 수반되는 영상자료로부터 의미있는 객체정보의 추출과정에 유용하게 쓰일 수 있다.
이를 위해, 본 연구에서는 먼저 표면 파라미터를 추정하기 위한 추정환경을 여러 가지 인자 즉 수학적 함수, 커널크기 그리고 가중유형 등을 감안하여 모델링하고 이를 다양한 경우의 면형상에 적용하여 그들의 추정성능을 사전에 예측하였다. 연구결과, 표고파라미터를 계산할 경우에는 상수함수와 일차함수에 의한 추정이 이차함수에 비해 2~3배 더 정확하고, 경사파라미터를 추정할 경우 일차함수에 의한 추정이 이차함숭 의한 추정보다 1.5~2배 정도 더 정확한 것으로 나타났다. 이러한 관계는 다른 함수간에 상응하는 격자크기 즉 관측범위와 가중조건에 의한 조정모델들에서 유사한 것으로 확인되었다. 그리고, 이차계수 계산시에는 격자크기가 추정정확도에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났고 3x3 격자에 의한 이차계수 추정을 정확도 측면에서 신뢰성이 없는 것으로 평가되었다.
위의 연구결과를 바탕으로, 추정에 적용된 조정계산모델들로부터 유도된 전통계량이 실제로 추정결과를 채택하거나 기각하는데 적용될 수 있는 정도를 비교분석하였다. 분석결과, 전통계량 중 표준편차와 자유도로부터 유도된 값이 실제 추정값을 채택하거나 기각하는데 있어서 유효하게 이용될 수 있지만 부분적으로 한계가 있는 것으로 나타났다. 전체적으로 객체면의 내부픽셀들에서는 추정결과값이 사전연구에서 분석된 전통계량의 경향에 따르는 것으로 나타났다. 후표준편차를 이용하여 추정값을 채택할 것인지 결정해야 하는 관점에서 본다면, 전체적으로 중심가중을 적용한 경우 균일가중에 기반한 추정모델에 비해 우수한 것으로 나타났다.
다음으로, 영상내의 노이즈를 저감시켜 영상을 분할하는 방법을 연구하였다. 이 연구에서는 정지장면의 일련의 연속된 촬영을 통하여 영상을 획득하고 이후 각 픽셀위치에서 일어나는 통계적 특성을 활용하여 영상을 분할하는 기법을 제안하였다. 이를 위하여 먼저 연속 프레임 간 각 화소에 통계학적인 분석 방법을 적용하여 각 화소의 평균과 표준편차를 구하고, 이를 통하여 대상 영상에서 가장 신뢰할 만한 화소들을 찾아 씨앗점을 결정하였다. 그리고 이 씨앗점들을 시작으로 이웃 화소 간 t-test를 실시하였으며, 이를 기반으로 영역 성장의 개념을 적용하여 영상을 분할할 수 있는 기법을 연구하였다. 제안 방식의 성능을 검증하기 위하여 실험을 통하여 기존의 방식과 비교분석을 수행하였다. 실험결과 영상분할에서 영상의 단일 프레임을 활용한 것보다 연속프레임을 활용한 경우가 분할 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.
다음으로 라이다 자료에서 관찰되는 옥상벽이 있는 건물의 불규칙한 모양을 극복하기 위하여 직사각형을 이용한 건물의 경계를 모델링하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 먼저 라이다 자료를 mophological opening filter와 히스토그램 모드 분석을 이용하여 건물영역을 탐지하고 3차원 면패치을 찾는다. 이 과정을 수행하고, 3차원 면패치를 감싸는 직사각형을 찾고 이를 추출된 면패치의 경계점들의 좌표와 사각형의 각 변간의 직교성을 제약조건으로 적용하여 초기 직사각형의 형상을 조정한다. 각 3차원 면패치의 경계는 부모 직사각형으로부터 비어있는 영역을 나타내는 직사각형을 논리적으로 감하여 다시 모델링하게 된다. 옥상 위에 존재하는 구조물들도 직교성과 적응적 제약조건을 가지고 모델링하는 방법을 제안하였다.