KR100413970B1 - Iterative Parameter Transform for Enhancing Matching Accuracy of Images - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.The present invention relates to a parameter converting apparatus for image matching, and a method thereof and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제2. Technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 원래의 영상과 최종적으로 생성될 영상을 직접 좌표 변환식으로 연결하여 한 번 이상의 반복적인 영상 변환이 있더라도 영상 자체의 정보는 항상 원래의 영상으로부터 가져올 수 있도록 하여 반복적인 영상 변환에 따른 재배열 효과가 생겨나지 않도록 하기 위한 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공함에 그 목적이 있음.According to the present invention, even if there is one or more repetitive image transformations, the information of the image itself can always be obtained from the original image by connecting the original image and the image to be finally generated by direct coordinate transformation. It is an object of the present invention to provide a parameter conversion apparatus for image matching to prevent an array effect from occurring, and a method and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 영상 매칭을 위한 파라메터를 변환하기 위한 장치에 있어서, 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상기준점을 자동으로 매칭하기 위한 초기 지상기준점 입력 수단; 상기 초기 지상기준점 입력 수단으로부터 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표 변환의 정밀도를 개선하기 위한 제1 좌표변환 개선 수단; 상기 제1 좌표변환 개선 수단으로부터 개선된 좌표 변환 정보를 보정하고자하는 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 생성하기 위한 제1 영상 기하보정 수단; 상기 제1 영상 기하보정 수단으로부터 기하 보정된 영상과 기저장된 지상기준점을 이용하여 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표 변환 정보로 지상 기준점을 자동으로 매칭하기 위한 제1 지상기준점 자동 매칭 수단; 및 상기 지상기준점 자동 매칭 수단으로부터 자동 매칭된 지상 기준점을 이용하여 좌표 변환 정보가 가지는 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위인지 점검하여 보정된 영상을 출력하기 위한 에러범위 점검 수단을 포함한다.The present invention provides an apparatus for converting parameters for image matching, comprising: initial ground reference point input means for manually inputting a predetermined number of initial ground reference points and then automatically matching the remaining initial ground reference points; First coordinate transformation improving means for improving the accuracy of coordinate transformation with a matching ground reference point from the initial ground reference point input means; First image geometric correction means for generating a geometrically corrected image by applying the improved coordinate transformation information from the first coordinate transformation improving means to an image to be corrected; First ground reference point automatic matching means for automatically matching the ground reference point with coordinate transformation information obtained through iterative parameter transformation using the geometrically corrected image and the prestored ground reference point from the first image geometric correction means; And an error range checking means for checking whether the RMS error due to the position of the coordinate transformation information is a predetermined range by using the ground reference point automatically matched by the ground reference point automatic matching means and outputting a corrected image.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 인공 위성 영상의 왜곡을 보정하는 기하학적 보정, 두 영상을 동일한 좌표계로 맞추는 레지스트레이션, 촬영 각도가 다른 두 영상에서 높이 정보를 추출하는 스테레오 매칭 등에 이용됨.The present invention is used for geometric correction for correcting distortion of satellite images, registration for fitting two images in the same coordinate system, stereo matching for extracting height information from two images having different shooting angles, and the like.
Description
본 발명은 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기하학적으로 왜곡이 있는 두 영상에서 동일한 위치를 나타내는 점인 지상기준점(GCP; Ground Control Point)을 일정 수 이상 찾아, 하나의 영상이 다른 영상에 대하여 가지는 기하학적 왜곡을 나타내기 위한 변환식을 구한 후, 이 변환식을 사용하여 기하학적 변환에 필요한 영상 매칭의 정밀도를 향상시키기 위한 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a parameter converting apparatus for image matching and a method thereof, and more particularly, to find a ground control point (GCP), which is a point indicating the same position in two geometrically distorted images, one or more; After obtaining a transform equation for representing the geometric distortion of the image in relation to another image, and using the transform equation, a parameter conversion device for image matching to improve the accuracy of the image matching required for the geometric transformation, and the method and the method A computer readable recording medium having recorded thereon a program for realization.
일반적으로, 기하학적 보정으로는 사람이 일일이 지상기준점의 매칭 위치를 찾아 주는 방법이나 컴퓨터에 의한 자동적인 매칭을 위하여 미리 정해진 지상기준점 데이터베이스에 저장된 영상을 템플리트로 사용하는 방법이 사용되어 왔다.In general, geometric correction has been used in which a person finds a matching position of a ground reference point or a method of using an image stored in a predetermined ground reference point database as a template for automatic matching by a computer.
여기에서, 상기 지상기준점(GCP; Ground Control Point)이란 두 영상을 맞추기 위하여 한 쪽의 영상에 있는 특정 화소와 동일한 지리적인 위치를 갖는 다른 영상의 특정 화소의 위치를 측정한 점을 의미하며, 상기 지상기준점 데이터베이스에 저장된 영상이란 영상에서 다른 지역과 뚜렷이 구분이 가능하고 시간의 변화에 따라 위치가 밝기가 변하지 않는 일정 지역을 미리 추출하여 정확한 지리 좌표를 측정해 둔 일종의 영상 데이터 베이스를 말한다.Here, the ground control point (GCP) refers to a point of measuring a position of a specific pixel of another image having the same geographical position as a specific pixel in one image in order to fit two images. An image stored in the ground control point database is a kind of image database that can accurately distinguish other regions from the image and measure the exact geographical coordinates by extracting a predetermined region whose position does not change in brightness with time.
첫번째로 사람이 매칭 위치를 찾는 방법은 한 쪽 영상이 다른 쪽 영상에 대하여 갖는 기하학적인 왜곡의 정도가 심하거나 두 영상의 해상도가 다르거나 왜곡의 원인을 알 수 없는 경우에도 사용할 수 있고, 인간의 수작업에 의해 이루어지기 때문에 일정 수준 이상의 정확도가 보장되는 장점이 있다. 그러나, 상기 첫번째 방법은 사람이 일일이 대응 위치를 찾아 주어야 하기 때문에 시간이 많이 걸리며, 지상기준점을 찾는 사람의 숙련도에 따라 정확도의 차이가 발생하고, 부화소 단위까지 정확하게 매칭을 하지 못하며, 동일한 지역이라 하더라도 관측 환경이 다른 영상이 들어오는 경우에는 모든 지상 기준점을 처음부터 다시 구해야 하는 단점이 있었다.First, the method of finding a matching position can be used even when the degree of geometric distortion of one image with respect to the other image is severe, the resolution of the two images is different, or the cause of the distortion is unknown. Since it is made by hand, there is an advantage that a certain level of accuracy is guaranteed. However, the first method takes a lot of time because a person must find a corresponding location, and a difference in accuracy occurs according to the proficiency of a person looking for a ground reference point, and the subpixel unit does not accurately match the same area. Even if the image is different from the observation environment, all the ground control points need to be obtained from the beginning.
두번째로 컴퓨터에 의한 자동적인 매칭을 위하여 미리 정해진 지상기준점 데이터베이스에 저장된 영상을 템플리트로 사용하는 방법은 인간에 의한 번거로운 작업이 필요하지 않고 부화소 단위까지 정확하게 매칭을 할 수 있다는 장점은 있지만, 두 영상의 해상도가 다르거나 초기 탐색 위치의 지정이 잘못되면 전혀 다른 위치에서 매칭이 되는 단점이 있어 그다지 실용화되지는 못하였다.Second, the method of using the image stored in the predetermined ground control point database as a template for automatic matching by computer has the advantage that it can accurately match up to the subpixel unit without the troublesome work by human. If the resolution is different or the initial search position is incorrectly specified, there is a disadvantage in that it is matched at a completely different position.
즉, 종래의 두가지의 기하학적 방법은 한 번의 매칭 만을 하는 경우에는 매칭의 정밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 기하학적 보정을 위한 좌표 변환식의 정밀도도 떨어지는 단점이 있었으며, 매칭의 정밀도를 높이기 위해서 한 번 이상의 기하학적 보정을 반복적으로 하는 경우에는 매칭의 정밀도가 높아져서 기하학적 보정을 위한 좌표 변환식의 정밀도는 높아지지만, 반복적인 영상 변환에 따른 재배열 효과로 인하여 영상의 품질이 떨어지며 이에 따라 정확한 지상기준점을 찾기가 어려워지는 단점이 있었다.That is, the conventional two geometric methods have a disadvantage in that the accuracy of matching is poor when only one matching is performed, and as a result, the precision of coordinate transformation equations for geometric correction is inferior, and at least one geometric correction is performed to increase the accuracy of matching. In the case of repetition, the accuracy of matching is increased due to the higher accuracy of matching, but the quality of the image is degraded due to the rearrangement effect of the repetitive image conversion, which makes it difficult to find the exact ground reference point. there was.
이에 본 발명은, 상기와 같은 종래의 단점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 원래의 영상과 최종적으로 생성될 영상을 직접 좌표 변환식으로 연결하여 한 번 이상의 반복적인 영상 변환이 있더라도 영상 자체의 정보는 항상 원래의 영상으로부터 가져올 수 있도록 하여 반복적인 영상 변환에 따른 재배열 효과가 생겨나지 않도록 하기 위한 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above disadvantages, and the information of the image itself is always maintained even if there is one or more repetitive image transformations by directly connecting the original image with the image to be finally generated by coordinate transformation. A parameter converting device for image matching, which can be imported from an original image, so that rearrangement effects due to repetitive image conversions do not occur, and a method and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method. The purpose is to provide.
도 1은 본 발명에 따른 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치에 대한 일실시예 구성도.1 is a block diagram of an embodiment of a parameter conversion apparatus for image matching according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 초기 지상기준점 입력 수단의 일실시예 상세 구성도.Figure 2 is a detailed configuration diagram of one embodiment of the initial ground reference point input means shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시된 좌표변환식 개선 수단의 일실시예 상세 구성도.3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the coordinate conversion formula improvement means shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시된 영상 기하보정 수단의 일실시예 상세 구성도.4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the image geometric correction means shown in FIG. 1.
도 5는 도 1에 도시된 지상기준점 자동 매칭 수단의 일실시예 상세 구성도.5 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the automatic ground reference point matching means shown in FIG.
도 6은 본 발명에 따른 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 방법에 대한 일실시예 흐름도.6 is a flowchart illustrating an embodiment of a parameter conversion method for image matching according to the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 초기 지상 기준점 입력 과정에 대한 상세 흐름도.FIG. 7 is a detailed flowchart of an initial ground reference point input process illustrated in FIG. 6.
도 8은 도 6에 도시된 좌표변환식 개선 과정에 대한 상세 흐름도.FIG. 8 is a detailed flowchart of a coordinate transformation improvement process illustrated in FIG. 6.
도 9는 도 6에 도시된 영상의 기하보정 과정에 대한 상세 흐름도.9 is a detailed flowchart illustrating a geometric correction process of an image illustrated in FIG. 6.
도 10은 도 6에 도시된 지상기준점 자동 매칭 과정에 대한 상세 흐름도.10 is a detailed flowchart of the ground reference point automatic matching process shown in FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 영상 매칭을 위한 파라메터를 변환하기 위한 장치에 있어서, 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상기준점을 자동으로 매칭하기 위한 초기 지상기준점 입력 수단; 상기 초기 지상기준점 입력 수단으로부터 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표 변환의 정밀도를 개선하기 위한 제1 좌표변환 개선 수단; 상기 제1 좌표변환 개선 수단으로부터 개선된 좌표 변환 정보를 보정하고자하는 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 생성하기 위한 제1 영상 기하보정 수단; 상기 제1 영상 기하보정 수단으로부터 기하 보정된 영상과 기 저장된 지상기준점을 이용하여 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표 변환 정보로 지상 기준점을 자동으로 매칭하기 위한 제1 지상기준점 자동 매칭 수단; 및 상기 지상기준점 자동 매칭 수단으로부터 자동 매칭된 지상 기준점을 이용하여 좌표 변환 정보가 가지는 위치에 의한 RMS(Root Mean Square) 에러가 정해진 범위인지 점검하여 보정된 영상을 출력하기 위한 에러범위 점검 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object, in the device for converting the parameters for image matching, for manually matching a predetermined number of initial ground reference point and then automatically matching the remaining initial ground reference point Initial ground reference point input means; First coordinate transformation improving means for improving the accuracy of coordinate transformation with a matching ground reference point from the initial ground reference point input means; First image geometric correction means for generating a geometrically corrected image by applying the improved coordinate transformation information from the first coordinate transformation improving means to an image to be corrected; First ground reference point automatic matching means for automatically matching the ground reference point with coordinate transformation information obtained through iterative parameter transformation by using the geometrically corrected image and the previously stored ground reference point from the first image geometric correction means; And an error range checking unit for outputting a corrected image by checking whether a root mean square (RMS) error due to a position of coordinate transformation information is determined using a ground reference point automatically matched by the ground reference point automatic matching unit. Characterized in that.
한편, 본 발명의 방법은, 영상 매칭을 위한 파라메터를 변환 장치에 적용되는 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 방법에 있어서, 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상 기준점을 자동으로 매칭하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표 변환의 정밀도를 개선하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 개선된 좌표 변환 정보를 보정하고자하는 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 생성하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 기하 보정된 영상과 기 저장된 지상 기준점을 이용하여 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표 변환 정보로 지상 기준점을 자동으로 매칭하는 제 4 단계; 및 상기 제 4 단계에서 자동 매칭된 지상 기준점을 이용하여 좌표 변환 정보가 가지는 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위인지 점검하여 보정된 영상을 출력하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of the present invention, in the parameter conversion method for image matching applied to the parameter for image matching in the conversion apparatus, manually inputting a predetermined number or more of the initial ground reference point and then automatically matching the remaining initial ground reference point A first step of making; A second step of improving accuracy of coordinate transformation with the ground reference point matched in the first step; A third step of generating a geometrically corrected image by applying the coordinate transformation information improved in the second step to an image to be corrected; A fourth step of automatically matching the ground reference point with coordinate transformation information obtained through iterative parameter transformation using the geometrically corrected image and the previously stored ground reference point in the third step; And a fifth step of outputting a corrected image by checking whether the RMS error due to the position of the coordinate transformation information is in a predetermined range by using the ground reference point automatically matched in the fourth step.
한편, 본 발명은, 영상 매칭을 위한 파라메터를 변환하기 위해, 프로세서를 구비한 시스템에, 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상 기준점을 자동으로 매칭하는 제 1 기능; 상기 제 1 기능에서 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표 변환의 정밀도를 개선하는 제 2 기능; 상기 제 2 기능에서 개선된 좌표 변환 정보를 보정하고자하는 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 생성하는 제 3 기능; 상기 제 3 기능에서 기하 보정된 영상과 기 저장된 지상 기준점을 이용하여 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표 변환 정보로 지상 기준점을 자동으로 매칭하는 제 4 기능; 및 상기 제 4 기능에서 자동 매칭된 지상 기준점을 이용하여 좌표 변환 정보가 가지는 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위인지 점검하여 보정된 영상을 출력하는 제 5 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, the present invention, in order to convert the parameters for image matching, a system having a processor, a first function of manually inputting a predetermined number or more of the initial ground reference point and then automatically matching the remaining initial ground reference point; A second function of improving the precision of coordinate transformation with the ground reference point matched in the first function; A third function of generating a geometrically corrected image by applying the coordinate transformation information improved in the second function to an image to be corrected; A fourth function of automatically matching the ground reference point with coordinate transformation information obtained through iterative parameter transformation using the geometrically corrected image and the previously stored ground reference point in the third function; And a program for realizing a fifth function of outputting a corrected image by checking whether the RMS error due to the position of the coordinate transformation information is in a predetermined range using the ground reference point automatically matched by the fourth function. Provide a recording medium.
여기서 상술된 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The objects, features and advantages described above will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 장치에 대한 일실시예 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a parameter conversion apparatus for image matching according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 파라메터 변환 장치는 초기 지상기준점 입력 수단(100), 좌표변환식 개선 수단(210), 영상 기하보정 수단(220), 지상기준점 자동 매칭 수단(230) 및 RMS 에러범위 점검 수단(240)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the parameter converting apparatus includes an initial ground reference point input means 100, coordinate transformation improvement means 210, image geometry correction means 220, ground reference point automatic matching means 230, and RMS error range check. The means 240 is included.
상기 초기 지상기준점 입력 수단(100)은 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상기준점을 자동으로 매칭하여 좌표변환식 개선 수단(210)에 제공한다.The initial ground reference point input means 100 manually inputs a predetermined number of initial ground reference points and then automatically matches the remaining initial ground reference points and provides them to the coordinate conversion improvement means 210.
상기 좌표변환식 개선 수단(210)은 초기 지상기준점 입력 수단(100)으로 제공받은 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표변환식의 정밀도를 향상하기 위한 좌표 변환식을 개선하여 영상 기하보정 수단(220)으로 제공한다.The coordinate transformation improvement means 210 improves the coordinate transformation equation for improving the accuracy of the coordinate transformation equation with the matched ground reference point provided to the initial ground reference point input means 100 and provides the image geometry correction means 220.
상기 영상 기호보정 수단(220)은 좌표변환식 개선 수단(210)에서 제공되는개선된 좌표변환식을 보정 대상 원래 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 구하여 지상기준점 자동 매칭 수단(230)으로 제공한다.The image symbol correcting means 220 obtains a geometrically corrected image by applying the improved coordinate transformation formula provided by the coordinate transformation improvement means 210 to the original image to be corrected, and provides the image to the ground reference point automatic matching means 230.
상기 지상기준점 자동 매칭 수단(230)은 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표변환식으로 기하 보정된 보정 대상 영상과 지상기준점 데이터베이스를 사용하여 매칭 위치를 자동으로 찾아 RMS 에러범위 점검 수단(240)으로 제공한다. 따라서, 상기 RMS 에러범위 점검 수단(240)은 좌표변환식이 가지는 매칭 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위를 만족하는지 여부를 점검하여, 상기 RMS 에러가 정해진 범위안에 있지 않으면 좌표 번환식 개선 수단(210)으로 진행하여 산출된 좌표변환식을 보정 대상 원래 영상에 적용하여 영상의 기하학적 보정을 수행한다.The ground reference point automatic matching means 230 automatically finds a matching position using the correction target image and the ground reference point database, which are geometrically corrected by the coordinate transformation equation obtained through iterative parameter transformation, and provides the RMS error range checking means 240. . Therefore, the RMS error range checking means 240 checks whether the RMS error due to the matching position of the coordinate transformation equation satisfies the predetermined range, and if the RMS error is not within the predetermined range, the coordinate rotation improving means 210 is determined. The geometric transformation of the image is performed by applying the calculated coordinate transformation equation to the original image to be corrected.
그리고, RMS 에러범위 점검 수단(240)은 매칭 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위를 만족 할 경우에는 최종적으로 기하 보정된 영상이 출력된다.The RMS error range checking unit 240 finally outputs a geometrically corrected image when the RMS error due to the matching position satisfies a predetermined range.
즉, 상기 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표변환식을 개선하고 영상을 기하 보정한 다음 다시 지상기준점을 자동으로 매칭하는 동작을 RMS 에러가 정해진 범위 안에 들어 올 때까지 반복 수행하게 된다.That is, an operation of improving the coordinate transformation equation with the matched ground reference point, geometrically correcting the image, and then automatically matching the ground reference point is repeated until the RMS error is within a predetermined range.
또한, 상기 최종적으로 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표변환식의 개선 및 원영상의 기하학적 왜곡을 보정 동작을 별도의 장치를 더 부가 하여 수행하여 영상 매칭의 정확도 보다 향상시킬수 있다.In addition, the accuracy of image matching may be improved by further adding a separate device to improve the coordinate transformation equation and correct the geometric distortion of the original image with the finally matched ground reference point.
이제, 본 발명에 따른 세부 동작을 도 2 내지 5를 통해 자세히 살펴본다.Now, the detailed operation according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
도 2는 도 1에 도시된 초기 지상기준점 입력 수단의 일실시예 상세 구성도이다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the initial ground reference point input unit shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 초기 지상기준점 입력 수단(100)은 지상기준점 데이터베이스(110), 초기 지상기준점 수동 지정부(120), 좌표 변환식 계산부(130), 영상기하 보정부(140) 및 지상기준점 자동 매칭부(150)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the initial ground reference point input unit 100 includes a ground reference point database 110, an initial ground reference point manual designation unit 120, a coordinate conversion calculation unit 130, an image geometry correction unit 140, and Ground reference point automatic matching unit 150 is included.
상기 지상기준점 데이터베이스(110)는 기존에 입수된 영상에서 다른 지역과 뚜렷이 구분되는 영상의 밝기 특성과 시간에 따라 위치가 밝기가 변하지 않는 지역을 찾아서 GPS(Global Positioning System)를 사용하여 정밀하게 지리적인 위치를 측정한 좌표 정보를 구하고, 기존의 영상에서 해당 지역을 나타내는 일정 크기의 템플리트를 추출하여 좌표 정보와 영상 정보를 수록해 놓은 영상 데이터베이스이다.The ground reference point database 110 finds an area where the brightness does not change according to time and brightness characteristics of an image that is clearly distinguished from other regions in the existing image, and precisely uses a GPS (Global Positioning System) It is an image database that contains coordinate information and image information by obtaining coordinate information measuring a location, extracting a template of a predetermined size representing a corresponding region from an existing image.
따라서, 초기 지상기준점 수동 지정부(120)는 외부로부터 입력되는 보정 대상 영상을 지상기준점 데이터베이스(110)에 저장된 영상과 비교하여 동일한 지리적인 위치를 나타내는 점인 지상 기준점을 좌표 변환식의 계산에 필요한 최소한의 지상 기준점 수 이상을 찾아 좌표 변환식 계산부(130)로 전달한다.Accordingly, the initial ground reference point manual designation unit 120 compares the image to be corrected from the outside with the image stored in the ground reference point database 110 to determine the minimum ground reference point, which is a point representing the same geographical position, for the calculation of the coordinate conversion equation. It finds more than the ground reference point number and transmits it to the coordinate conversion calculation unit 130.
여기서, 상기 좌표 변환식의 계산에 필요한 최소한의 지상기준점 수는 좌표변환식의 차수가 K일 때 (K+2)*(K+1)/2로서 정의된다.Here, the minimum number of ground reference points necessary for the calculation of the coordinate transformation equation is defined as (K + 2) * (K + 1) / 2 when the degree of the coordinate transformation equation is K.
상기 좌표 변환식 계산부(130)는 초기 지상기준점 수동 지정부(120)에서 수동으로 지정된 최소 수 이상의 지상 기준점의 좌표 정보를 사용하여 개략적인 좌표변환식 계산을 수행한다.The coordinate conversion calculation unit 130 performs rough coordinate conversion calculation by using coordinate information of the ground reference point of the minimum number or more manually designated by the initial ground reference point manual designation unit 120.
즉, 좌표 변환식 계산에 있어, 공일차식인 K=3일 때에는 최소 수인 10개 이상의 지상 기준점의 좌표 정보를 사용하여 다음의 (수학식 1)을 최적으로 만족하는값을 구할 수 있다.That is, in the calculation of the coordinate transformation equation, when K = 3, which is the first-order equation, the value that satisfies the following Equation (1) can be obtained using the coordinate information of the minimum number of ground reference points of 10 or more.
Y1=b00+ b01X0+ b02Y0+ b03X0Y0 Y1 = b 00 + b 01 X 0 + b 02 Y 0 + b 03 X 0 Y 0
즉, 최적으로 만족시키도록 하는 a00, a01, a02, a03, b00, b01, b02, b03을 구하고 좌표변환에 따른 RMS(Root Mean Square) 에러를 구한다.In other words, a 00 , a 01 , a 02 , a 03 , b 00 , b 01 , b 02 , and b 03 that are optimally satisfied are obtained, and a root mean square (RMS) error according to coordinate transformation is obtained.
이때, (수학식 1)을 사용하여 계산된 좌표 변환식을 영상 기하 보정부(140)로 전달한다. 상기 영상 기하 보정부(140)는 계산된 좌표 변환식을 이용하여 영상의 기하보정을 수행하여 1차적으로 보정이 완료된 영상을 생성한다.At this time, the coordinate transformation equation calculated using Equation 1 is transmitted to the image geometry correction unit 140. The image geometry correction unit 140 performs the geometric correction of the image by using the calculated coordinate transformation equation to generate the image of which the correction is completed first.
여기서, 상기 영상 기하의 보정은 후술될 도 4의 영상 기하보정 수단의 동작과 동일하다. 또한, 1차적으로 보정이 완료된 영상은 지상 기준점 자동 매칭부(150)로 입력되는데, 상기 지상 기준점 자동 매칭부(150)는 1차적으로 보정이 완료된 영상을 상기 지상기준점 데이터베이스(110)의 정보를 사용하여 매칭 동작으로 자동적으로 지상 기준점을 찾아 후술될 좌표 변환식 개선 수단(210)으로 전달한다.Here, the correction of the image geometry is the same as the operation of the image geometry correction means of FIG. 4 to be described later. In addition, the first corrected image is input to the ground reference point automatic matching unit 150, the ground reference point automatic matching unit 150 is the information of the ground reference point database 110, the primary correction is completed. Use the matching operation to automatically find the ground reference point and transfer it to the coordinate conversion means 210 to be described later.
도 3은 도 1에 도시된 좌표 변환식 개선 수단의 일실시예 상세 구성도이다.FIG. 3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the coordinate conversion formula improvement unit illustrated in FIG. 1.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 좌표 변환식 개선 수단의 구성은 최초 좌표 변환부(211), 개선된 i-1번째 좌표 변환부(212), i번째 좌표변환부(213). 파라메터변환부(214) 및 개선된 i번째 좌표 변환부(215)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the configuration of the coordinate conversion formula improving means includes an initial coordinate conversion unit 211, an improved i-1 th coordinate conversion unit 212, and an i th coordinate conversion unit 213. A parameter transform unit 214 and an improved i-th coordinate transform unit 215.
상기 최초 좌표변환부(211)의 f1은 (수학식 1)을 행열의 형태로 표시한 것이며, 한 실시예인 K=3일때 다음의 (수학식 2)에 표시된 행열식으로 표현된다.F 1 of the first coordinate transformation unit 211 is expressed by Equation 1 in the form of a matrix, and when K = 3, which is an embodiment, it is represented by the following Equation 2 shown in Equation 2 below.
그리고, 수학식(2)에서 제시된 M1은 (수학식 3) 및 (X0,Y0)는 (수학식 4)로 표현된다.In addition, M 1 shown in Equation (2) is represented by Equation 3 and (X 0 , Y 0 ) as Equation 4.
상기 개선된 i-1번째 좌표 변환부(212)에서의 [Xi-1Yi-1]T와 상기 i번째 좌표 변환부(213)에서의 [XiYi]T를 연결하는 좌표 변환식인 fi와 [X0Y0]T와 [Xi-1Yi-1]T을 연결하는 개선된i-1번째 좌표 변환부(212)인 좌표 변환식(gi-1)을 상기 파라메터 변환부(214)에 의하여 개선된 i번째의 좌표변환부(215)의 좌표 변환식(gi)라는 새로운 좌표 변환식으로 바꾸어 주는 것으로서, 여기서, 상기 좌표 변환식(gi)을 유도하기 위한 파라메터 변환부(214)는 한 실시예인 K=3일 때 다음과 같이 기술된다.The improved i-1 th coordinate converter (212) [X i-1 Y i-1] T and the i-th coordinate converter 213, the coordinate conversion expression to connect the [X i Y i] T of the in Coordinate transformation equation (g i-1 ), which is an improved i -1st coordinate transformation unit 212 that connects f i and [X 0 Y 0 ] T and [X i-1 Y i-1 ] T , The coordinate conversion equation g i of the i-th coordinate conversion part 215 improved by the conversion part 214 is converted into a new coordinate conversion equation, where a parameter conversion part for deriving the coordinate conversion equation g i is given. 214 is described as follows when K = 3, an embodiment.
즉, 실시예인 K=3일 때에 f1과 f2는 (수학식 1)에 의해 (수학식 5) 및 (수학식 6)으로 표현된다.That is, the embodiment K = 3 days, when f 1 and f 2 is expressed by (Equation 5) and (Equation 6) by the (equation 1).
따라서, 상기 파라메터 변환부(214)를 구성하기 위해 (수학식 5)를 (수학식 6)에 대입한 다음 X1Y1까지의 항만 사용하면, 개선된 1 번째의 좌표 변환식인 g1를 나타내는 (수학식 7) 내지 (수학식 10)이 구성되는데, 이 (수학식 7) 내지 (수학식 10)을 행열식으로 표현하면 다음과 같다.Therefore, in order to configure the parameter conversion unit 214, when Equation 5 is substituted into Equation 6, and only the terms up to X 1 Y 1 are used, g 1 , which is an improved first coordinate conversion equation, is represented. Equations (7) to (10) are configured, and the equations (7) to (Equation 10) are expressed as a matrix equation as follows.
이때, 한 실시예를 나타내는 행렬 N2를 구성하는 계수 m0, m1, m2, m3, n0, n1, n2, n3은 다음과 같은 식으로 유도된다.At this time, the coefficients m0, m1, m2, m3, n0, n1, n2, n3 constituting the matrix N 2 representing one embodiment are derived as follows.
m0 = a10+ a00a11+ a12b00+ a00b00a13 m0 = a 10 + a 00 a 11 + a 12 b 00 + a 00 b 00 a 13
m1 = a01a11+ a12b01+ a00a13b01+ a01a13b00 m1 = a 01 a 11 + a 12 b 01 + a 00 a 13 b 01 + a 01 a 13 b 00
m2 = a02a11+ a12b02+ a00a13b02+ a02a13b00 m2 = a 02 a 11 + a 12 b 02 + a 00 a 13 b 02 + a 02 a 13 b 00
m3 = a03a11+ a12b03+ a01a13b02+ a02a13b01+ a00a13b03+ a03a13b00 m3 = a 03 a 11 + a 12 b 03 + a 01 a 13 b 02 + a 02 a 13 b 01 + a 00 a 13 b 03 + a 03 a 13 b 00
n0 = b10+ a00b11+ b00b12+ a00b00b13 n0 = b 10 + a 00 b 11 + b 00 b 12 + a 00 b 00 b 13
n1 = a01b11+ b01b12+ a00b01b13+ a01b00b13 n1 = a 01 b 11 + b 01 b 12 + a 00 b 01 b 13 + a 01 b 00 b 13
n2 = a02b11+ b02b12+ a00b02b13+ a02b00b13 n2 = a 02 b 11 + b 02 b 12 + a 00 b 02 b 13 + a 02 b 00 b 13
n3 = a03b11+ b03b12+ a00b03b13+ a01b02b13+ a02b01b13+ a03b00b13 n3 = a 03 b 11 + b 03 b 12 + a 00 b 03 b 13 + a 01 b 02 b 13 + a 02 b 01 b 13 + a 03 b 00 b 13
이때, 개선된 i-1번째 좌표 변환부(212)인 gi-1과 i번째 좌표 변환부(213)의 fi를 사용하여 파라메터 변환부(214)에서 변환하는 방법은 i값을 증가하면서 gi-1과 fi로 부터 gi를 구성할 수 있도록 되어 있으므로, i=1로부터 시작하는 모든 경우에 적용이 가능하다.At this time, while using the refined i-1 fi in the second coordinate conversion unit 212 of g i-1 and i-th coordinate converter 213, converting from the parameter conversion unit 214 increases the i value gi Since gi can be configured from -1 and fi, it is applicable to all cases starting from i = 1.
도 4는 도 1에 도시된 영상 기하보정 수단의 일실시예 상세 구성도이다.FIG. 4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the image geometric correction means illustrated in FIG. 1.
도 4에 도시된 바와 같이, 좌표 역변환부(222), 역변환 재배열부(223) 및 i차 보정 완료 영상부(224)를 포함한다.As shown in FIG. 4, a coordinate inverse transform unit 222, an inverse transform rearrangement unit 223, and an i-th order corrected image unit 224 are included.
상기 좌표 역변환부(222)는 상기 개선된i번째 좌표 변환부(215)인 gi를 가지고 좌표 변환식의 역변환식인 hi를 구하여 역변환 재배열부(223) 및 i차 보정 완료 영상부(224)로 전달한다.The coordinate inverse transform unit 222 obtains h i , the inverse transform equation of the coordinate transform equation, with g i , the improved i th coordinate transform unit 215, to the inverse transform rearranger 223 and the i-th order corrected image unit 224. To pass.
상기 역변환식 재배열부(223)는 좌표 역변환부(222)에서 전달받은 역변환식을 재배열하여 i차 보정 완료 영상부(224)로 전달한다.The inverse transform rearrangement unit 223 rearranges the inverse transform equation received from the coordinate inverse transform unit 222 and transmits the inverse transform equation to the i-th order corrected image unit 224.
상기 i차 보정 완료 영상부(224)는 상기 좌표 역변환부(222)에서 전달되는 좌표 변환식의 역변환식과 역변환식 재배열부(223)로부터의 재배열된 역변환식을 이용하여 보정 대상 원래 영상을 i차 보정 완료 영상으로 생성하여 지상 기준점 자동매칭 수단(230)으로 전달한다.The i-th order corrected image unit 224 performs i-th order correction on the original image to be corrected using an inverse transform equation of the coordinate transform equation transmitted from the coordinate inverse transform unit 222 and a rearranged inverse transform equation from the inverse transform rearrangement unit 223. It generates a corrected image and transmits it to the ground reference point automatic matching means 230.
도 5는 도 1에 도시된 지상기준점 자동 매칭 수단의 일실시예 상세 구성도이다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the ground reference point automatic matching unit shown in FIG. 1.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지상기준점 자동 매칭 수단은 지상기준점 자동 매칭부(232), 지상 기준점 개수 측정부(233) 및 i번째 좌표 변환부(234)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the ground reference point automatic matching means includes a ground reference point automatic matching unit 232, a ground reference point number measuring unit 233, and an i-th coordinate conversion unit 234.
상기 지상기준점 자동 매칭부(232)는 지상 기준점 데이터베이스와 i-1 차 보정 완료 영상을 사용하여 지상 기준점의 자동 매칭을 수행하여 지상 기준점 개수 측정부(233)로 전달한다.The ground reference point automatic matching unit 232 performs the automatic matching of the ground reference point using the ground reference point database and the i-first correction completed image, and transmits the ground reference point to the ground reference point measuring unit 233.
상기 지상기준점 개수 측정부(233)는 자동 매칭이 수행된 지상 기준점에서 지상 기준점의 개수 즉, 위치 정보를 측정하여 i번째 좌표 변환부(234)로 전달한다.The ground reference point number measuring unit 233 measures the number of ground reference points, that is, location information, from the ground reference point on which automatic matching is performed, and transmits the measured position information to the i th coordinate conversion unit 234.
즉, 상기 지상 기준점 개수 측정부(233)는 자동으로 찾아진 지상기준점의 개수가 적절하지 않은 경우에는 지상 기준점 데이터베이스와 i-1차 보정 완료 영상을 이용하여 지상 기준점 자동 매칭을 반복적으로 수행하고, 자동으로 찾아진 지상기준점의 개수가 적절하면 해당 지상 기준점의 위치 정보를 찾아진 지상기준점의 위치 정보를 i번째 좌표 변환부(234)로 전달한다.That is, if the number of ground reference points automatically found is not appropriate, the ground reference point number measuring unit 233 repeatedly performs the ground reference point automatic matching using the ground reference point database and the i-first correction completed image, If the number of ground reference points automatically found is appropriate, the position information of the found ground reference point is transmitted to the i th coordinate conversion unit 234.
따라서, 상기 i번째 좌표 변환부(234)는 지상 기준점의 위치 정보를 토대로 i번째의 좌표 변환식을 계산하여 RMS 에러범위 점검 수단(240)으로 전달한다.Accordingly, the i th coordinate transform unit 234 calculates the i th coordinate transform equation based on the position information of the ground reference point, and transmits it to the RMS error range checking unit 240.
도 6은 본 발명에 따른 영상 매칭을 위한 파라메터 변환 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a parameter conversion method for image matching according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 일정 수 이상의 초기 지상기준점을 수동으로 입력한 다음 나머지의 초기 지상 기준점을 자동으로 매칭한다(610).As shown in FIG. 6, first, a predetermined number of initial ground reference points are manually input, and then the remaining initial ground reference points are automatically matched (610).
그리고, 이 자동으로 매칭된 지상 기준점을 가지고 좌표 변환식의 정밀도를 향상하기 위한 좌표 변환식을 개선하고(620), 이 개선된 좌표 변환식은 영상 기하보정 수단(220)으로 전달된다.The coordinate transformation formula for improving the accuracy of the coordinate transformation equation with the automatically matched ground reference point is then improved (620), and the improved coordinate transformation equation is transmitted to the image geometry correction means 220.
이때, 이 영상 기호보정 수단(220)은 좌표변환식 개선 수단(210)에서 제공되는 개선된 좌표 변환식을 보정 대상 원래 영상에 적용하여 기하 보정된 영상을 구하여 지상기준점 자동 매칭 수단(230)으로 제공한다(630).At this time, the image symbol correction means 220 obtains the geometrically corrected image by applying the improved coordinate transformation formula provided by the coordinate transformation improvement means 210 to the original image to be corrected, and provides it to the ground reference point automatic matching means 230. (630).
그러면, 상기 지상기준점 자동 매칭 수단(230)은 반복적인 파라메터 변환을 통하여 구해진 좌표 변환식으로 기하 보정된 보정 대상 영상과 지상기준점 데이터베이스를 사용하여 매칭 위치를 자동으로 찾아 RMS 에러범위 점검 수단(240)으로 제공한다(640). 따라서, 상기 RMS 에러범위 점검 수단(240)은 좌표 변환식이 가지는 매칭 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위를 만족하는지 여부를 점검한다(650).Then, the ground reference point automatic matching means 230 automatically finds a matching position using the geometrically corrected target image and the ground reference point database, which are obtained by the coordinate transformation equation obtained through iterative parameter transformation, to the RMS error range checking means 240. Provide 640. Accordingly, the RMS error range checking means 240 checks whether the RMS error due to the matching position of the coordinate transformation equation satisfies the predetermined range (650).
상기 과정(650)에서의 점검 결과, RMS 에러가 정해진 범위안에 있지 않으면 상기 과정(620)으로 복귀하여 산출된 좌표 변환식을 보정 대상 원래 영상에 적용하여 영상의 기하학적 보정을 반복적으로 수행한다.As a result of the check in the process 650, if the RMS error is not within the predetermined range, the process returns to the process 620 and the geometric transformation of the image is repeatedly performed by applying the calculated coordinate transformation equation to the original image to be corrected.
상기 과정(640)에서의 점검 결과, 매칭 위치에 의한 RMS 에러가 정해진 범위를 만족할 경우에는 최종적으로 기하 보정된 영상이 출력된다(660).As a result of the check in the process 640, when the RMS error due to the matching position satisfies the predetermined range, the geometrically corrected image is finally output (660).
한편, 상기 최종적으로 매칭된 지상기준점을 가지고 좌표 변환식의 개선 및 원영상의 기하학적 왜곡을 보정 동작을 별도의 장치를 더 부가 하여 수행하여 영상 매칭의 정확도를 보다 향상 시킬수 있다.Meanwhile, the accuracy of image matching can be further improved by further adding an additional device to improve the coordinate transformation equation and correct the geometric distortion of the original image with the finally matched ground reference point.
도 7은 도 6에 도시된 초기 지상 기준점 입력 과정에 대한 상세 흐름도이다.FIG. 7 is a detailed flowchart of an initial ground reference point input process illustrated in FIG. 6.
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 지상기준점 데이터베이스에 저장된 영상과 보정 대상 영상을 토대로 동일한 지리적인 위치를 나타내는 점인 지상 기준점을 좌표 변환식의 계산에 필요한 최소한의 지상 기준점 수 이상을 찾아서 초기 지상기준점의 수동 지정을 수행한다(710).As shown in FIG. 7, first, the ground reference point, which is a point representing the same geographical position based on the image stored in the ground reference point database and the image to be corrected, is found to have the minimum number of ground reference points required for the calculation of the coordinate conversion equation. Perform manual assignment (710).
여기서, 상기 좌표 변환식의 계산에 필요한 최소한의 지상기준점 수는 좌표변환식의 차수가 K일 때 (K+2)*(K+1)/2로서 정의된다.Here, the minimum number of ground reference points necessary for the calculation of the coordinate transformation equation is defined as (K + 2) * (K + 1) / 2 when the degree of the coordinate transformation equation is K.
이후, 상기 수동으로 지정된 지상 기준점 최소 수 이상의 지상기준점의 좌표 정보를 사용하여 개략적인 좌표 변환식의 계산을 (수학식 1)을 토대로 수행한다(720).Subsequently, a coordinate calculation of a rough coordinate transformation equation is performed based on Equation 1 using the coordinate information of the ground reference point of the minimum number of manually designated ground reference points (720).
즉, 좌표 변환식 계산에 있어, 공일차식인 K=3일 때에는 최소 수인 10개 이상의 지상 기준점의 좌표 정보를 사용하여 다음의 (수학식 1)을 최적으로 만족하는 값을 구할 수 있다.That is, in the calculation of the coordinate transformation equation, when K = 3, which is the first-order equation, a value satisfying the following Equation (1) can be obtained using the coordinate information of at least ten ground reference points, which is the minimum number.
그리고, 상기 (수학식 1)을 사용하여 계산된 좌표 변환식을 이용하여 영상의 기하 보정을 수행하고(730), 이 기하 보정으로 인해 1차적으로 보정이 완료된 영상을 생성한다(740).In addition, geometric correction of the image is performed using the coordinate transformation equation calculated using Equation 1 (730), and an image of which correction is completed primarily is generated (740) due to the geometric correction.
또한, 1차적으로 보정이 완료된 영상은 지상 기준점 자동 매칭부(150)로 입력되는데, 상기 지상 기준점 자동 매칭부(150)는 1차적으로 보정이 완료된 영상을 상기 지상기준점 데이터베이스에 저장된 정보를 사용하여 매칭 동작으로 자동적으로 수행하여 지상 기준점인 위치 정보를 검색하고(750), 그 검색 결과를 후술될 좌표 변환식 개선 수단(210)으로 전달한다.In addition, the first corrected image is input to the ground reference point automatic matching unit 150, and the ground reference point automatic matching unit 150 uses the information stored in the ground reference point database to primarily correct the image. It automatically performs a matching operation to search for location information that is a ground reference point (750), and transmits the search result to the coordinate conversion improvement means 210 which will be described later.
도 8은 도 6에 도시된 좌표변환식 개선 과정에 대한 상세 흐름도이다.FIG. 8 is a detailed flowchart of a coordinate transformation improvement process illustrated in FIG. 6.
도 8에 도시된 바와 같이, 검색된 지상 기준점의 위치 정보를 이용하여 최초의 좌표 변환식으로 변환한다(810).As illustrated in FIG. 8, the coordinate information is converted to the first coordinate transformation equation using the searched position information of the ground reference point (810).
여기서, 상기 최초의 좌표 변환식(f1)은 (수학식 1)을 행열의 형태로 표시한 것이며, 한 실시예인 K=3일때 다음의 (수학식 2)에 표시된 행열식으로 표현된다.Here, the first coordinate conversion equation (f 1 ) is expressed in the form of a matrix (Equation 1), and is represented by the matrix equation shown in the following (Equation 2) when K = 3, an embodiment.
그리고, 수학식(2)에서 제시된 M1은 (수학식 3) 및 (X0,Y0)는 (수학식 4)로 표현하여 개선된 i-1번째의 좌표 변환을 수행한다(820).In addition, M1 shown in Equation (2) is represented by Equation (3) and (X 0 , Y 0 ) as Equation (4) to perform an improved i-1 th coordinate transformation (820).
이때, 상기 개선된 i-1번째 좌표 변환에 의한 [Xi-1Yi-1]T와 상기 i번째 좌표 변환에 의한 [XiYi]T를 연결하는 좌표 변환식인 fi와 [X0Y0]T와 [Xi-1Yi-1]T을 연결하는 좌표 변환식(gi-1)을 상기 파라메터 변환부(214)에 의하여 개선된 i번째의 좌표 변환부(215)의 좌표 변환식(gi)라는 새로운 좌표 변환식으로 바꾸어 준다(830).In this case, f i and [X, which are coordinate conversion equations for connecting [X i-1 Y i-1 ] T by the improved i-1 th coordinate transformation and [X i Y i ] T by the i th coordinate transformation, 0 y 0 ] T and [X i-1 Y i-1 ] T coordinate conversion formula (g i-1 ) of the i-th coordinate conversion unit 215 improved by the parameter conversion unit 214 The coordinate conversion equation g i is converted into a new coordinate conversion equation 830.
그리고, (수학식 5)를 (수학식 6)에 대입한 다음 X1Y1까지의 항만 사용하여 파라메터 변환을 수행하고(840), 이를 통해 개선된 i번째의 좌표 변환을 수행한다(850).Substituting Equation 5 into Equation 6 and performing parameter transformation using only terms up to X 1 Y 1 (840), an improved i th coordinate transformation is performed (850). .
이때, 개선된 i 번째의 좌표 변환을 위해 g1를 나타내는 (수학식 7) 내지 (수학식 10)을 이용하는데, 이때 한 실시예를 나타내는 행렬 N2를 구성하는 계수 m0, m1, m2, m3, n0, n1, n2, n3은 다음과 같은 식으로 유도된다.In this case, Equations (7) to (10) representing g 1 are used for the improved i-th coordinate transformation, wherein the coefficients m0, m1, m2, m3 constituting the matrix N 2 according to an embodiment are used. , n0, n1, n2, n3 are derived as follows.
m0 = a10+ a00a11+ a12b00+ a00b00a13 m0 = a 10 + a 00 a 11 + a 12 b 00 + a 00 b 00 a 13
m1 = a01a11+ a12b01+ a00a13b01+ a01a13b00 m1 = a 01 a 11 + a 12 b 01 + a 00 a 13 b 01 + a 01 a 13 b 00
m2 = a02a11+ a12b02+ a00a13b02+ a02a13b00 m2 = a 02 a 11 + a 12 b 02 + a 00 a 13 b 02 + a 02 a 13 b 00
m3 = a03a11+ a12b03+ a01a13b02+ a02a13b01+ a00a13b03+ a03a13b00 m3 = a 03 a 11 + a 12 b 03 + a 01 a 13 b 02 + a 02 a 13 b 01 + a 00 a 13 b 03 + a 03 a 13 b 00
n0 = b10+ a00b11+ b00b12+ a00b00b13 n0 = b 10 + a 00 b 11 + b 00 b 12 + a 00 b 00 b 13
n1 = a01b11+ b01b12+ a00b01b13+ a01b00b13 n1 = a 01 b 11 + b 01 b 12 + a 00 b 01 b 13 + a 01 b 00 b 13
n2 = a02b11+ b02b12+ a00b02b13+ a02b00b13 n2 = a 02 b 11 + b 02 b 12 + a 00 b 02 b 13 + a 02 b 00 b 13
n3 = a03b11+ b03b12+ a00b03b13+ a01b02b13+ a02b01b13+ a03b00b13 n3 = a 03 b 11 + b 03 b 12 + a 00 b 03 b 13 + a 01 b 02 b 13 + a 02 b 01 b 13 + a 03 b 00 b 13
이때, 개선된 i-1번째 좌표 변환식(gi-1)과 i번째 좌표 변환식(fi)을 사용하여 파라메터를 변환하는 방법은 i 값을 증가하면서 gi-1과 fi로 부터 gi를 구성할 수있도록 되어 있으므로, i=1로부터 시작하는 모든 경우에 적용이 가능하다.At this time, the method of converting the parameters by using the improved i-1 th coordinate conversion formula (g i-1 ) and i th coordinate transformation formula (f i ) increases the value of i and g i-1 and f i from g i. Since it is possible to configure, it is applicable to all cases starting from i = 1.
도 9는 도 6에 도시된 영상의 기하보정 과정에 대한 상세 흐름도이다.9 is a detailed flowchart illustrating a geometric correction process of the image illustrated in FIG. 6.
도 9에 도시된 바와 같이, 먼저, 개선된 i번째 좌표 변환식(gi)을 가지고 좌표 변환식의 역변환식(hi)을 구한다(910).As shown in FIG. 9, first, the improved The inverse transform equation hi of the coordinate transform equation is obtained using the i th coordinate transform equation gi, in operation 910.
그리고, 구한 좌표 역변환식을 이용하여 역변환식을 재 배열한다(920).The inverse transform equation is rearranged using the obtained coordinate inverse transform equation (920).
이후, 상기 좌표 변환식의 역변환식과 재배열된 역변환식을 이용하여 보정 대상 원래 영상을 i차 보정 완료 영상으로 생성하여 도 10에 도시될 지상 기준점 자동 매칭 과정으로 전달한다(930).Subsequently, the original image to be corrected is generated as the i-th order corrected image using the inverse transform equation and the rearranged inverse transform equation of the coordinate conversion equation and transferred to the ground reference point automatic matching process shown in FIG. 10 (930).
도 10은 도 6에 도시된 지상기준점 자동 매칭 과정에 대한 상세 흐름도이다.FIG. 10 is a detailed flowchart of the ground reference point automatic matching process shown in FIG. 6.
도 10에 도시된 바와 같이, 지상 기준점 데이터베이스와 i-1차 보정 완료 영상을 사용하여 지상 기준점의 자동 매칭을 수행하고(1010), 자동 매칭된 지상 기준점의 개수가 적절한지를 판단한다(1020).As shown in FIG. 10, an automatic matching of the ground reference point is performed using the ground reference point database and the i-first corrected image (1010), and it is determined whether the number of automatically matched ground reference points is appropriate (1020).
상기 과정(1020)의 판단 결과, 자동 매칭된 지상 기준점의 개수가 적절하지 않을 경우에는 과정(1010)으로 복귀하여 지상 기준점 데이터베이스와 i-1차 보정 완료 영상을 이용하여 지상 기준점 자동 매칭을 반복적으로 수행한다.As a result of the determination of step 1020, if the number of the ground reference points that are automatically matched is not appropriate, the process returns to step 1010 and repeatedly performs the ground reference point automatic matching using the ground reference point database and the i-first corrected image. Perform.
상기 과정(1020)의 판단 결과, 자동으로 찾아진 지상기준점의 개수가 적절하면 해당 지상 기준점의 위치 정보를 찾아진 지상기준점의 위치 정보를 토대로 i번째의 좌표 변환식을 계산한다(1030).As a result of the determination in step 1020, if the number of automatically found ground reference points is appropriate, the i-th coordinate transformation equation is calculated based on the position information of the found ground reference points.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).
이상에서 설명한 본 발명은 진술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the stated embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
상기와 같은 본 발명은, 기하학적 보정에 필요한 영상 매칭의 정확도 향상을 위한 반복적인 파라메터 변환 방법에 의하면 반복적인 매칭을 통하여 기하보정을 위한 좌표변환식의 정밀도는 향상은 물론 반복적인 매칭 및 기하보정에 따른 재배열 효과에 의해서 영상의 품질을 향상 시키는 효과가 있다.The present invention as described above, according to the iterative parameter conversion method for improving the accuracy of image matching required for the geometrical correction through the iterative matching the accuracy of the coordinate transformation formula for geometric correction as well as the iterative matching and geometric correction The rearrangement effect has the effect of improving the image quality.
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