보고서 정보
주관연구기관 |
연세대학교 Yonsei University |
연구책임자 |
김선주
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-05 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700010313 |
과제고유번호 |
1711022951 |
사업명 |
신진연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
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키워드 |
하이퍼스펙트럴 영상.융합연구.소프트웨어.데이터베이스 구축.조명 분리.고유 영상화.통계적 분석.컴퓨터 비전.hyperspectral image.multidisciplinary research.software.database collection.illumination separation.intrinsic imaging.statistical analysis.computer vision.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700010313 |
초록
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연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 다음과 같은 연구 요소들을 통해 초기 단계에 있는 하이퍼스펙트럴 영상 분석 연구를 활성화하고 증진시켜 하이퍼스펙트럴 영상의 활용도를 더욱 높이고자 하였다.
● 주어진 하이퍼스펙트럴 영상으로부터 조명 스펙트럼과 물체의 스펙트럼을 분리하여 사물 본연의 광학적(radiometric), 기하학적(geometric) 특성을 파악하는 알고리즘을 개발
● 하이퍼스펙트럴 영상은 획득이 어렵고, 기존의 데이터베이스들은 집중적인 연구에는 부족하다는 제약점을 해결하기 위해 질적, 양적으로 개선
연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 다음과 같은 연구 요소들을 통해 초기 단계에 있는 하이퍼스펙트럴 영상 분석 연구를 활성화하고 증진시켜 하이퍼스펙트럴 영상의 활용도를 더욱 높이고자 하였다.
● 주어진 하이퍼스펙트럴 영상으로부터 조명 스펙트럼과 물체의 스펙트럼을 분리하여 사물 본연의 광학적(radiometric), 기하학적(geometric) 특성을 파악하는 알고리즘을 개발
● 하이퍼스펙트럴 영상은 획득이 어렵고, 기존의 데이터베이스들은 집중적인 연구에는 부족하다는 제약점을 해결하기 위해 질적, 양적으로 개선된 하이퍼스펙트럴 영상 데이터베이스를 구축
● 구축된 데이터베이스를 활용하여 하이퍼스펙트럴 영상에 대한 차원성, 가변성, tensor analysis 등 다양하고 새로운 하이퍼스펙트럴 영상의 통계적 분석 방법에 대한 연구
연구결과
아직 초기 단계에 있던 국내의 하이퍼스펙트럴 영상 분석 연구를 활성화하고 증진시키기 위해 다양한 관점에서 접근하였으며, 창의적인 알고리즘을 개발하고, 데이터베이스를 구축하는 등 가시적인 성과를 얻었다.
● 주어진 하이퍼스펙트럴 영상으로부터 조명 스펙트럼과 물체의 스펙트럼을 분리하여 사물 본연의 광학적(radiometric), 기하학적(geometric) 특성을 파악하는 알고리즘을 개발하였다. 같은 스펙트럴 시그널에도 카메라에 따라 카메라들은 각각 다른 스펙트럴 민감도를 갖는데, 이 RGB measurements의 차이를 합치거나 변환하는 알고리즘을 제안하여 일반적인 디지털 카메라를 통해 하이퍼스펙트럴 영상을 만들어내는 프레임워크를 만들었다. 이렇게 만들어진 하이퍼스펙트럴 영상들은 정확도 또한 높았고, 매우 우수한 학술대회 논문으로 채택되어 발표 예정이다.
● 새로운 데이터베이스 획득이 어렵고, 기존 데이터베이스로는 충분하지 않았던 하이퍼 스펙트럴 연구의 제약점을 해결하기 위해 직접 하이퍼스펙트럴 영상들을 다양한 환경에서 촬영하였고, 여러 과정을 통해 사용이 용이한 양질의 데이터셋을 만들었다. 이 과정에서 다양한 통계적 분석 방법과 비교 분석법을 사용하였으며, 이를 바탕으로 논문을 작성 중에 있다.
연구결과의 활용계획
본 연구의 결과는 다음과 같이 영상/그래픽스, 의료/바이오, 문화/예술, 환경/농수산/지질 등 매우 다양한 분야에 활용될 수 있고, 나아가 학문 간의 융합연구에도 큰 역할을 할 것이다.
● 영상/그래픽스 : 사물인식, 새로운 하이퍼스펙트럴 이미징 시스템 개발, 카메라內 컬러렌더링 과정 개발, 그래픽스 relighting
● 의료/바이오 : 의료 검사 및 진단, 식약품 검사
● 문화/예술 : 미술품 디지털 분석·보존·복원, 위조 탐지, 고고학 응용 연구
● 환경/농수산/지질 : 지질 및 해양 탐사, 광물·작물 검사, 환경 모니터링
(출처 : 한글요약문 5p)
Abstract
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Purpose&contents
The purpose of this work is to develop algorithms and to collect a large high quality hyperspectral image database for the advanced hyperspectral image analysis which is still in an early stage of research. This work includes,
● Developing algorithms that can separate spectra
Purpose&contents
The purpose of this work is to develop algorithms and to collect a large high quality hyperspectral image database for the advanced hyperspectral image analysis which is still in an early stage of research. This work includes,
● Developing algorithms that can separate spectra of lightings from spectra of objects which leads to analyze its own radiometric and geometric features.
● Collecting hyperspectral image database to overcome limitations of existing hyperspectral image datasets.
● Studying novel and diverse statistical analyzing methods for hyperspectral image using constructed database.
Result
We used various methods, developed creative algorithms and constructed hyperspectral dataset to activate domestic hyperspectral image analyzing research and obtained great results.
● Developed algorithms that can separate spectra of lightings from spectra of objects which leads to analyze its own radiometric and geometric features. From the fact that different cameras yield different RGB measurements for the same spectral signal, we introduced an algorithm that is able to combine and convert these different RGB measurements into a single hyperspectral image for both indoor and outdoor scenes.
● Captured hyperspectral images from different environments to resolve limitations of existing hyperspectral dataset. We used variety of statistical analyzing methods and spectral similarity measurements.
Expected Contribution
The result of this work can be used in many different fields, such as image/graphics, medical treatments/biology, culture/arts, ecology/agriculture/fisheries/geology.
Furthermore,
● Image/graphics: Object recognition, novel hyperspectral imaging system development, in-camera color rendering process development, graphics relighting
● Medical treatments/biology: medical tests and diagnosis, food/drug test
● Culture/arts: Digital analysis, preservation, restoration, counterfeits detection, archeology application research
● Ecology/agriculture&fisheries/geology: geology and ocean exploration, mineral·crop check, environment monitoring
(출처 : SUMMARY 6p)
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 9 5. 연구결과의 활용계획 ... 10 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 11 7. 참고문헌 ... 12 8. 연구성과 ... 12 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 13 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 13 11. 기타사항 ... 14끝페이지 ... 14
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