초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 성과 확산을 위하여 고정밀 삼차원형상복원 기술 개발과 상용화를 위한 시스템 안정화 기술 개발에 있다. 특히 머신비전 기술 기반의 FIS search 방법과 고속처리기술, 진동저감기술 등 시스템 안정화 연구를 중점적으로 수행한다. 머신비전기술로 생체를 모방한 인공지능알고리즘을 사용하여 각 픽셀의 초점값을 최적화하고, 알고리즘의 정밀도와 속도를 향상시킨다. 또한 시스템의 노이즈 분석을 통하여 왜곡된 입력영상을 복원하고 삼차원형상복원 알고리즘의 정밀도를 향상시킨다. 또한 나노 단위 정밀도

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 성과 확산을 위하여 고정밀 삼차원형상복원 기술 개발과 상용화를 위한 시스템 안정화 기술 개발에 있다. 특히 머신비전 기술 기반의 FIS search 방법과 고속처리기술, 진동저감기술 등 시스템 안정화 연구를 중점적으로 수행한다. 머신비전기술로 생체를 모방한 인공지능알고리즘을 사용하여 각 픽셀의 초점값을 최적화하고, 알고리즘의 정밀도와 속도를 향상시킨다. 또한 시스템의 노이즈 분석을 통하여 왜곡된 입력영상을 복원하고 삼차원형상복원 알고리즘의 정밀도를 향상시킨다. 또한 나노 단위 정밀도 구현을 위해 진동을 최소화하는 광학 시스템을 설계한다.

□ 연구결과
- 초점정보 기반의 깊이맵 최적화 기술 연구: 초점 정보를 달리한 연속된 영상으로 물체의 Focused Image Surface(FIS)를 계산하게 되면 물체 표면의 정보를 규명할 수 있어 피사체의 삼차원 형상을 복원할 수 있다. 인공신경망을 이용하여 FIS 기반의 SFF 기술을 개발하고, Light field data를 활용한 SFF 복원 기술 개발하여 형상 복원의 정밀도를 향상 시켰다.
- 노이즈 분석 및 형상복원 기술 개발: 삼차원 복원시스템에서 노이즈를 최소화시키면 시스템의 성능을 최적화할 수 있다. 필수적으로 발생하는 노이즈를 전처리 알고리즘을 통하여 최소화하고 형상복원의 성능을 개선하였다. 특히 기계적인 진동으로 인한 시스템 노이즈를 줄일 수 있는 기술을 개발하였다.
- 진동 저감기술 및 고속처리기술 연구: 초점을 달리한 영상을 안정적으로 얻기 위하여서는 영상 시퀀스 획득 시스템의 정밀성이 중요하다. 시스템 베이스의 진동과 모터의 회전에 의한 광학 시스템의 샘플 스테이지 진동이 렌즈의 심도(Depth of Field) 이상이 되면 고속 고정밀 기술 개발이 어렵게 된다. 본 연구에서는 칼만 필터를 이용하여 진동 저감 시스템 구조를 설계하여 진동으로 인한 노이즈의 영향을 줄여 형상복원의 정확도를 높였다. 또한 실시간 수준의 처리를 위하여 Light field data와 수퍼픽셀 알고리즘을 이용하여 정확하면서 빠르게 형상복원을 하는 기술을 개발하였다.

□ 연구결과의 활용계획
현재 우리나라는 LCD, 반도체 등의 공정에서 앞선 기술을 보유하고 있으나 검사 기술과 장비는 주로 미국, 일본 등으로부터 구매 의존하고 있다. 본 연구를 통하여 기술 및 장비의 국산화로 수입대체 효과를 얻을 수 있으며 기존의 방법에 비해 저렴한 측정 단가로 인해 가격 경쟁력 또는 부가가치의 증대를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 또한 포커싱 기술을 이용한 3D 영상의 깊이맵 측정 기술은 이 분야의 신기술로써 원천기술을 확보 할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
The purpose of this research is to develop high-precision three dimensional shape recovery technology and system stabilization technology for result diffusion and commercialization. Especially, the FIS search method based on machine vision and the high speed processing, and th

□ Purpose& contents
The purpose of this research is to develop high-precision three dimensional shape recovery technology and system stabilization technology for result diffusion and commercialization. Especially, the FIS search method based on machine vision and the high speed processing, and the reduction of the system vibration are studied in priority. Accuracy and speed of algorithm are improved by maximizing the focus values for each pixel using artificial neural network algorithm. Also we recover the distorted input image sequences and improve the accuracy of three dimensional shape recovery algorithm through noise analysis of the system. Also we design the optical system which minimizes vibration for nanoscale precision materialization.

□ Result
- Depth map optimization technique reseach based on focus information:
If we compute Focused Image Surface (FIS) of an object using continuous image sequences with different focus information, three dimensional shape is recovered by obtaining object surface information. Accuracy of shape recovery is improved by designing optimization system such as Image Search method or lens aperture size control method. We improve the accuracy and speed of the algorithm by maximizing the focus values at each pixel using artificial neural network and light field camera.
- Noise analysis and development of shape recovery technology:
performance of three dimensional recovery system can be optimized by minimizing noise from the system. We minimize noise by pre-processing algorithm and improve the performance of shape recovery. A focus measure is developed which is especially strong against impulse noise and infrared noise. Especially, the FIS search method based on machine vision and the high speed processing, and the reduction of the system vibration are studied in priority.
- Vibration noise reduction and high speed shape recovery technology:
the purpose of this research is to develope an accurate 3D shape recovery technique and stabilize system for advanced applications. Especially, the FIS search method based on machine vision and the high speed processing, and the reduction of the system vibration are studied in priority. Especially, we reduce the noise from the stage of the image system by using Kalman filter for restoring 3D depth with high quality. And the algorithms of light field data and super pixel are used for high speed of restoring depth.

□ Expected Contribution
Currently Republic of Korea possesses advanced LCD and semiconductor technology, but we are highly depending on equipments from the United States and Japan. We expect import substitution effect by domestically producing technology and equipments through this research and price competition intensification effect by reducing the unit cost of measurement. Also depth map estimation technology of 3D image sequences using focusing technology can secure original technology as new technology in this application area.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 20
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 48
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 49
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 51
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 51
• 8. 참고문헌 ... 51
• 9. 연구성과 ... 55
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 59
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 59
• 12. 기타사항 ... 60
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 61
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 72
• 끝페이지 ... 76