KR100995107B1 - 항공촬영이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 촬영이미지를 수정 및 정밀합성해서 항공촬영이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리시스템에 관한 것으로, GPS좌표가 적용된 항공촬영이미지 데이터와, 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2) 정보와, 지상물이미지의 높이(h1) 정보를 저장하는 이미지DB(1); 이미지DB(1)의 데이터 및 정보를 검색하는 이미지검색모듈(2); 이미지검색모듈(2)이 검색한 항공촬영이미지 데이터를, 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)을 통해 출력하는 출력모듈(3); 터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지 내 지정된 한 쌍의 초기점(P1)과 한 쌍의 말기점(P2)의 좌표값을 확인하고, 상기 좌표값을 잇는 기준직선을 설정해서 초기점(P1)과 말기점(P2)으로 둘러싸인 범위를 도로이미지(30)의 범위로 확정하는 지점선택모듈(4); 항공촬영이미지의 픽셀들 중 동일한 색상으로 지정돼 연속성을 갖도록 배치된 픽셀들을 일렬로 연결한 경계선을 형성하고, 상기 경계선으로 둘러싸인 폐구간의 해당 픽셀들을 동일 색상으로 지정해서 출력모듈(3)을 통해 출력되도록 하는 채색모듈(8); 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 상기 기준직선상에 도로이미지(30)의 지정색상과는 불일치하면서 서로 동일한 색상으로 채색모듈(8)에 의해 지정된 픽셀 범위의 경계를 확정해서 상기 경계의 모서리를 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)으로 설정하고, 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 방향으로 검색직선을 형성해서 출력모듈(3)을 통해 터치스크린(3a)에 출력하고, 검색직선상에 선택된 지점에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 당해 색상과 동일한 색상으로 채색모듈(8)에 의해 지정된 픽셀 범위를 기준지상물이미지(10a)의 경계로 확정해서 상기 경계의 모서리를 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4)을 설정하고, 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 통해 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)을 연산하는 이미지탐색모듈(5); 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간 중심거리(d)와 상기 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2)와 수정지상물(20)의 높이(h1)를 확인해서

에 대입해 촬영각(θ)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과 촬영각(θ)을

에 대입해 수정된 평면부 폭(L2)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지는 제거하는 이미지도화모듈(7); 및 상기 측면부 이미지가 제거된 항공촬영이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분(D)의 GPS좌표를 확인해서 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지를 포함한 다른 항공촬영이미지를 이미지검색모듈(2)을 매개로 검색하고, 상기 다른 항공촬영이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분(D)에 합성하고, 이미지DB(1)의 항공촬영이미지 데이터를 갱신하는 이미지편집모듈(6);를 포함하는 것이다.

Description

항공촬영이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리시스템{Image editing system improving the understanding about the photoreconnaissance}

본 발명은 프레임 단위의 지면 영상이미지의 편집을 통해 다수 촬영이미지의 정밀합성 및 가공처리를 가능하게 하는 영상이미지 편집처리시스템에 관한 것이다.

일반적인 지도 또는 내비게이션의 배경(이하 '지도')은 촬영기술 및 영상이미지 처리기술의 발달에 힘입어 실사를 기반으로 제작된다. 따라서, 이렇게 제작된 지도를 이용하는 사용자는 자신이 위치한 주변형세와 지도의 모습이 정확히 일치하므로, 상기 지도의 고유한 기능인 길안내를 효과적으로 활용할 수 있다.

한편, 지도의 배경은 통상적으로 항공촬영된 이미지를 통해 이루어진다. 즉, 일정고도에 위치한 항공기가 지상을 촬영하면서, 도 1(종래 항공사진 지도의 모습을 보인 이미지)에 도시한 바와 같은 항공촬영이미지를 확보하는 것이다. 물론, 항공촬영은 고도에 따라 그 촬영면적이 한정되므로, 넓은 범위에 대한 지도제작을 위해서는 동일 구간에 대한 다수 개의 항공촬영이미지를 확보하고, 이 항공촬영이미지를 잇는 별도의 편집 및 도화업무를 진행해야 한다.

그런데, 항공촬영이미지는 지상으로부터 일정한 고도에 위치한 항공기에서 촬영된 것이므로, 항공기의 연직 방향에 위치한 지상물을 제외하곤 이와 인접하는 다른 지상물들은 측면이 포함돼 촬영될 수밖에 없다. 참고로, 도 1의 좌측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 "강남제일빌딩" 건물과, 우측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 "풍림산업" 건물과, 좌측 하단에 위치한 흰색 밑줄의 "메리츠타워" 건물이 각각 옥상(평면부)만이 아닌 측면까지 촬영되었음을 확인할 수 있다.

한편, 지도 제작을 위해서는 전술한 바와 같이 다수 개의 항공촬영이미지를 서로 연결해 잇는 작업을 해야 하는데, 이 과정에서 다른 위치에서 촬영된 항공촬영이미지를 부분적으로 적용한다. 결국, 앞서 제시한 3개의 건물을 통해 알 수 있듯이, 종래 지도 제작방법을 통해 제작된 지도는 동일한 지도임에도 불구하고 인접하는 3개의 건물이 전혀 다른 방향으로 기울어져 보이게 된다.

따라서, 사용자는 낯선 지역에 대한 지도 해석에 어려움을 겪게 되고, 이를 통해 지도 이용에 불편을 느끼게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 실사를 촬영한 항공촬영이미지를 기반으로 하는 지도 제작시, 건물 등과 같은 지상물의 평면모습만을 지도에 표현해서, 이웃하는 다른 지상물에 대한 시각적인 간섭을 방지함은 물론, 지상물의 배치모습을 사용자가 정확히 확인해 이해할 수 있도록 하는 프레임 단위의 지면 영상이미지의 편집을 통해 다수 촬영이미지의 정밀합성 및 가공처리를 가능하게 하는 영상이미지 편집처리시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
GPS좌표가 적용되고 지상물을 항공에서 촬영한 이미지인 지상물이미지가 포함된 항공촬영이미지 데이터와, 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2) 정보와, 지상물이미지의 높이(h1) 정보를 저장하는 이미지DB(1);
이미지DB(1)의 데이터 및 정보를 검색하도록 된 이미지검색모듈(2);
이미지검색모듈(2)이 검색한 항공촬영이미지 데이터를, 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)이 출력하도록 처리하는 출력모듈(3);
터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지 내 지정된 2개의 초기점(P1)과 2개의 말기점(P2)의 좌표값을 확인하고, 상기 좌표값을 잇는 기준직선을 설정해서 각각 2개의 초기점(P1)과 말기점(P2)을 꼭지점으로 한 사각형의 범위가 도로이미지(30)로 확정되도록 처리하는 지점선택모듈(4);
항공촬영이미지의 픽셀들 중 동일한 색상으로 지정돼 연속성을 갖도록 배치된 픽셀들을 일렬로 연결한 경계선을 형성시키고, 상기 경계선으로 둘러싸인 폐구간인 지상물이미지의 해당 픽셀들을 동일 색상으로 지정해서 출력모듈(3)이 출력하도록 처리하는 채색모듈(8);
도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 상기 기준직선상에 도로이미지(30)의 지정색상과 불일치한 지상물이미지를 수정지상물이미지(20a)로 선정해서 수정지상물이미지(20a)의 모서리에 기준점(a1 내지 a6)을 설정하되 기준점 중 a1 내지 a4는 수정지상물이미지(20a)의 측면부 모서리에 설정되고 a3 내지 a6은 수정지상물이미지(20a)의 평면부 모서리에 설정되고, 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮는 방향과 나란한 방향으로 형성되면서 수정지상물이미지(20a)를 관통하는 직선을 연장해 형성한 검색직선을 출력모듈(3)을 통해 터치스크린(3a)에 출력하고, 사용자가 지적한 터치스크린(3a) 내 지점의 픽셀에 대해 채색모듈(8)이 지정한 색상을 확인하고, 채색모듈(3)에 의해 상기 색상과 동일한 색상으로 지정된 지상물이미지를 기준지상물이미지(10a)로 확정한 후 상기 경계의 모서리에 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4)을 설정하고, a3 내지 a6의 기준점으로 둘러싸인 상기 평면부의 폭(w2)을 구하되 상기 폭(w2)은 상기 평면부 내에서 기준지상물이미지(10a)와 수정지상물이미지(20a) 간의 중심점 거리와 나란한 방향에 대한 길이가 되도록 처리하는 이미지탐색모듈(5);
기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b2)을 이용해 구한 중심점과, 수정지상물이미지(20a)의 평면부의 기준점(a3 내지 a6)을 이용해 구한 중심점 간 거리를 항공촬영이미지의 축척으로 변환해서 실제 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간 중심거리(d)를 연산하고, 상기 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2)와 수정지상물(20)의 높이(h1)를 확인해서

에 대입해 촬영각(θ)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과 촬영각(θ)을

에 대입해 수정된 평면부 폭(L2)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지가 제거되도록 처리하는 이미지도화모듈(7); 및
상기 측면부 이미지가 제거된 항공촬영이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분(D)의 GPS좌표를 확인해서 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지를 포함한 다른 항공촬영이미지를 이미지검색모듈(2)을 매개로 검색하고, 상기 다른 항공촬영이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분(D)에 합성하고, 이미지DB(1)의 항공촬영이미지 데이터가 갱신되도록 처리하는 이미지편집모듈(6);
를 포함하는 항공촬영이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리시스템이다.

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상기의 본 발명은, 완성된 지도에 표시되는 경사진 지상물을 편집해서 해당 지상물의 정확한 평면모습만이 출력되도록 하고, 이렇게 제작된 지도를 통해 도심지와 같이 수많은 지상물(건물)이 위치한 지역에 대한 길안내를 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 편집처리시스템의 모습을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편집처리시스템이 적용되는 항공촬영이미지를 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 편집처리시스템은 다양한 지역의 항공촬영이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 이미지DB(1)에서 특정 항공촬영이미지 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)과, 검색된 항공촬영이미지 데이터를 읽고 출력하는 출력모듈(3)과, 출력모듈(3)에 의해 출력된 항공촬영이미지에서 특정 지점을 선택해 수정해야할 지상물이미지의 탐색 기준을 설정하는 지점선택모듈(4)과, 상기 탐색 기준에 따라 수정지상물이미지(20a; 도 7(a) 참고)를 탐색하는 이미지탐색모듈(5)과, 수정된 수정지상물이미지(20a'; 도 7(b) 참고)를 기존 항공촬영이미지 데이터에 적용해 합성 및 갱신처리하는 이미지편집모듈(6)과, 수정해야할 수정지상물이미지(20a)를 수정하는 이미지도화모듈(7)로 이루어진다. 이와 더불어, 본 발명에 따른 편집처리시스템은 항공촬영이미지에 포함된 지상물이미지의 색상을 픽셀단위로 확인해서, 일정 범위 내에 있는 픽셀을 공통색상으로 조정해 통일시키는 채색모듈(8)을 더 포함한다.

데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 이미지DB(1)에서 특정 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)은, 그 구성과 구조가 공지,공용되는 통상적인 기술이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 참고로, 항공촬영이미지 데이터는 지역별로 구분 촬영된 프레임 단위로 저장되며, 하기 출력모듈(3)에 의해 항공촬영이미지들이 연결돼 출력되면서, 사용자는 원하는 지역에 대한 지상 이미지를 연속적으로 볼 수 있다.

출력모듈(3)은 화면 입력기능을 갖는 공지,공용의 터치스크린(3a)에, 이미지검색모듈(2)이 검색한 데이터를 출력하는 것으로, 본 발명에서 상기 데이터는 항공 촬영이미지이고, 출력모듈(3)은 터치스크린(3a)을 통해 항공촬영이미지를 출력하기 위한 공지,공용의 모듈이다. 물론, 출력모듈(3)은 사용자가 터치스크린(3a)을 터치한 지점을 확인해서 해당 정보를 입력하는 기능을 갖는다. 참고로, 출력모듈(3)은 '포토샵(어도비 시스템즈사에서 개발한 레스터 그래픽 편집기)', 마이크로소프트사의 대표적인 운영체제인 윈도우즈의 그래픽 편집기인 '그림판' 등과 같이, 이미지데이터를 확인해 이미지로 출력할 수 있는 통상적인 프로그램일 것이다.

지점선택모듈(4)은 본 발명에 따른 편집처리시스템이 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)를 탐색하기 위한 기준을 설정하는 것으로, 탐색을 위한 상기 기준은 항공촬영이미지에 포함된 도로이미지(30)가 될 수 있다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 기준지상물(10; 도 6 참조) 및 수정지상물(20; 도 6 참조)의 인접 지역에는 아스팔트와 같이 균일한 색상의 골재가 포장된 도로가 위치한다. 이러한 도로는 기준지상물(10) 또는 수정지상물(20)과는 매우 근접하므로, 수정지상물(20)의 측면부가 촬영돼 도로 쪽으로 기울어진 외관을 보이게 되는 수정지상물이미지(20a)는 도로이미지(30)의 가장자리 부분을 점유할 수밖에 없다.

본 발명에 따른 편집처리시스템은 이러한 특성을 응용한 것으로, 상기 지점선택모듈(4)은 사용자가 터치스크린(3a)을 통해 지정한 2개의 초기점(P1)과 2개의 말기점(P2)을 기준으로 해당 범위 내에 있는 이미지를 도로이미지(30)로 확정한다. 즉, 지점선택모듈(4)은 사용자가 선택한 초기점(P1) 및 말기점(P2)의 각 좌표값을 확인해서 이를 기준직선으로 연결해 잇고, 이렇게 형성된 기준직선은 도로의 경계가 되면서 도로이미지(30)의 범위가 확정되는 것이다.

이미지탐색모듈(5)은 지점선택모듈(4)에 의해 범위와 그 경계가 확정된 도로이미지(30)의 색상을 확인한 후, 도로이미지(30)의 가장자리에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인해서, 도로이미지(30)의 색상과 비교해 그 일치 여부를 확인한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 이미지탐색모듈(5)은 앞서 설정한 기준직선에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인하고, 이렇게 확인된 색상과 도로이미지(30)의 색상을 비교해서, 일정길이 이상 도로이미지(30)의 색상과는 불일치하면서 서로는 동일한 색상으로 지정된 픽셀의 구간(T)이 확인되면, 해당 구간(T)은 수정지상물이미지(20a)가 위치한 것으로 간주해 이를 수정대상으로 설정한다.

물론, 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀의 지정 색상과 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정 색상이 일치해서 상기 구간(T)이 확인되지 않더라도, 기준직선의 주변 픽셀의 지정 색상도 아울러 확인해서 기준직선으로부터 일정간격이상 벗어난 위치의 픽셀에도 도로이미지(30)의 색상과 동일,유사한 색상이 연속적으로 확인되면, 이는 수정지상물이미지(20a)로 간주해서 이를 수정대상으로 설정한다.

한편, 전술한 바와 같이 이미지탐색모듈(5)은 항공촬영이미지를 구성하는 픽셀의 지정색상을 일일이 확인하고, 이렇게 확인된 내용을 상기 기준직선과 비교해서 수정지상물이미지(20a)를 결정한다. 즉, 픽셀의 지정색상을 확인하고, 이렇게 확인된 상기 지정색상과 이웃하는 다른 픽셀의 지정색상을 비교해서 그 경계를 찾는 것이 이미지탐색모듈(5)이 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)를 결정하는 중요한 기준이 되는 것이다. 그런데, 도 1에서 보인 바와 같이, 항공촬영이미 지는 실제 수정지상물(20)을 촬영한 것이므로, 항공촬영이미지를 구성하는 픽셀들은 동일한 색상으로 지정되지 않는다. 즉, 촬영되는 수정지상물(20)은 그 옥상(평면)이 다양한 형상을 이루고, 다양한 종류의 설비(헬기 착륙장, 각종 안테나, 물탱크 설비 등)가 설치되며, 다양한 방향으로의 그림자들이 형성되므로, 항공촬영이미지에 포함된 수정지상물이미지(20a)는 그 범위 내에서도 해당 픽셀들이 각각 다양한 색상으로 지정된다.

결국, 이미지탐색모듈(5)은 픽셀별로 다양한 색상이 지정된 상태의 항공촬영이미지를 확인해서, 독립된 수정지상물이미지(20a)를 구분해야하고, 이렇게 구분된 수정지상물이미지(20a)가 이웃하는 다른 지상물이미지 또는 도로이미지(30)와 어떤 형태로 겹쳐지거나 간섭되는지를 분석해야 하므로, 이미지탐색모듈(5)의 동작을 위해 요구되는 시스템의 부하가 지나치게 증가하는 문제가 발생했다. 더욱이, 사용자는 출력모듈(3)의 터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지를 확인해서 이미지탐색모듈(5)의 탐색 결과가 올바른지 여부도 확인해야 하는데, 도 1에 도시한 바와 같이 항공촬영이미지에 포함된 수많은 지상물이미지가 서로 비슷한 형태와 색상을 가지므로, 시각적으로 지상물이미지들과 도로이미지(30) 등을 명확히 구분하는 것은 쉽지 않다.

이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명에 따른 편집처리시스템은 채색모듈(8)을 더 포함한다.

채색모듈(8)은 항공촬영이미지에 포함된 지상물이미지들을 도 4(본 발명에 따른 채색모듈에 의해 도 3의 항공촬영이미지가 채색처리된 모습을 도시한 도면)와 같이, 다양한 색상으로 명확히 구분시켜서, 이미지탐색모듈(5)은 물론 사용자도 시각적으로 지상물이미지를 쉽게 구별할 수 있도록 한다.

이를 위해 채색모듈(80)은 항공촬영이미지의 각 픽셀을 확인해서 동일,유사한 색상으로 지정돼 연속성을 갖도록 배치된 픽셀들을 검색한 후, 이들을 일렬로 연결해 경계선을 형성시킨다. 여기서 상기 연속성이란, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 바로 이웃하는 것은 물론, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 일정 간격 범위 내에 있는 것을 의미한다. 즉, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 일정 간격 범위 내로 일렬 배치된다면, 이를 연결해서 경계선으로 형성시키는 것이다. 한편, 이렇게 형성된 경계선이 일렬로 연결되어 일정한 범위의 폐구간을 형성하지 않고 일단 또는 양단이 끊긴 형태를 이룬다면, 해당 경계선은 지상물이미지의 경계가 아니므로, 해당 픽셀의 색상은 배경 색상으로 설정된 색상으로 지정해서 지상물이미지가 아닌 것으로 간주한다. 참고로, 건물은 동일한 골재로 건축되므로, 당해 건물을 촬영한 지상물이미지는 그 테두리가 동일한 색상으로 명확히 구분될 것이고, 이 테두리를 따라 상기 경계선이 형성될 것이다.

채색모듈(8)에 의해 경계선이 확정되면, 경계선의 폐구간에 있는 픽셀의 지정색상은 무시하고 이들을 동일한 색상으로 지정한다. 이때, 이웃하는 다른 지상물이미지와의 시각적인 구분을 더욱 명확히 하기 위해, 채색모듈(8)은 이웃하는 다른 지상물이미지에 적용하는 색상이 서로 대비되도록 한다.

계속해서, 이미지도화모듈(7)은 설정된 수정지상물이미지(20a)를 수정하고, 이미지편집모듈(6)은 수정된 수정지상물이미지(20a')를 항공촬영이미지에 적용해 갱신하는 것으로, 이에 대한 설명은 아래에서 좀 더 상세히 한다.

도 5는 본 발명에 따른 편집처리방법을 순차 도시한 플로우차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 편집처리방법 적용을 위한 항공촬영모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7는 본 발명에 따른 편집처리방법에 따라 보정된 지상물의 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 편집처리방법은 항공촬영시 촬영되는 지상물의 측면부를 보정해서, 지도로서 완성된 항공촬영이미지가 지상물의 평면만을 정확히 표시할 수 있도록 하고, 이를 통해 상기 항공촬영이미지가 지도의 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다.

편집처리방법에 대해 도 5의 플로우차트를 참조해서 순차 설명한다.

S11; 수정대상 선택단계

출력모듈(3)은 다양한 지상물이미지(10a, 20a)를 포함하는 항공촬영이미지를 출력하고, 전술한 바와 같이 지점선택모듈(4) 및 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)를 탐색해 결정한다.

출력모듈(3)에 의한 출력시에는 항공촬영이미지 원본이 그대로 출력될 수도 있고, 채색모듈(8)에 의해 채색돼 수정된 항공촬영이미지(도 4 참조)가 출력될 수도 있을 것인데, 출력모듈(3)은 사용자가 스스로의 선택에 따라 상기 두 가지의 항공촬영이미지를 선택적으로 출력되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

S12; 수정대상 기준점 설정단계

수정지상물이미지(20a)가 결정되면, 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)가 점유하고 있는 범위를 확인하고, 수정지상물이미지(20a)가 갖는 모서리를 기준점(a1 내지 a6)으로 설정한다. 물론, 기준점(a1 내지 a6)으로 선택되는 모서리는 도 7(a)에 도시한 바와 같이 수정지상물이미지(20a)의 평면부와 측면부의 경계부에 위치한 모서리(a3, a4)도 포함된다. 이를 위해, 이미지탐색모듈(5)은 채색모듈(8)이 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀에 일괄적으로 지정한 색상을 확인해서 수정지상물이미지(20a)의 경계를 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(a1 내지 a6)을 설정한다.

이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 설정하면, 이 기준점(a1 내지 a6)을 기준으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 각각 연산한다.

참고로, 기준점(a1 내지 a6)이 설정되며 이미지탐색모듈(5)은 픽셀을 매개로해당 지점에 대한 좌표값을 확인하고, 이 좌표값들을 이용해 공지,공용의 연산방법으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 연산할 수 있다. 여기서, 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)이란, 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 방향으로의 전체 및 평면부의 길이가 될 것이다.

또한, 채색모듈(8)에 의한 색상 지정은 이미지탐색모듈(5)의 탐색 기능 및 연산기능에 대한 정확성을 높이기 위한 것이므로, 이미지탐색모듈(5)에 의한 수정 대상 및 기준대상에 대한 기준점 설정이 완료되면, 해당 항공촬영이미지를 원상태로 복귀시키거나, 채색모듈(8)에 의한 색상 지정을 항공촬영이미지의 복사본에 적용해 기준점을 설정한 후 이를 폐기 또는 이미지DB(1)에 저장관리할 수 있을 것이다.

S13; 기준대상 선택단계

비행중인 항공기에서 지상을 촬영할 시에는 도 6에 도시한 바와 같이 특정 지상물의 평면이 정확히 촬영될 수 있다. 물론, 기준지상물(10)의 평면만을 100%로 촬영해서 항공촬영이미지에 출력할 수는 없으므로, 사용자가 육안으로 확인할 때 평면으로 지각되면서 주변 도로이미지(30)를 식별할 수 있다면 기준지상물이미지(10a)로 선택되기에 충분하다 할 것이다.

한편, 사용자는 전술한 조건을 충족하는 기준지상물(10)을 기준대상으로 선택하되, 수정대상으로 선택된 수정지상물(20)의 위치를 고려해 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 기준지상물(10)은 수정지상물(20)의 측면이 보이도록 기울어진 방향과 동일직선상에 위치하는 지상물을 선택해서 이를 기준대상으로 하는 것이다.

따라서, 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 방향으로 검색직선을 형성하고, 출력모듈(3)은 상기 검색직선을 터치스크린(3a)에 출력해서, 사용자가 검색직선상에 위치한 이미지들 중 기준지상물이미지(10a)로 선택할 지점을 터치해 이를 입력할 수 있도록 한다.

S14; 기준대상 기준점 설정단계

기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 이미지탐색모듈(5)은 사용자가 터치한 지점 픽셀의 지정 색상을 확인해서, 당해 색상과 동일,유사한 픽셀의 범위를 기준지상물이미지(10a)의 경계로 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(b1 내지 b4)을 설정한다. 물론, 기준지상물이미지(10a)에 해당하는 픽셀들 또한 채색모듈(8)에 의해 동일한 색상이 지정되므로, 기준지상물이미지(10a) 또한 정확히 한정돼 설정될 것이다.

상기 기준점(b1 내지 b4)이 설정되면, 이미지탐색모듈(5)은 기준점(b1 내지 b4)을 기준으로 전술한 바와 같이 기준지상물이미지(10a)의 평면 폭(L1)을 연산한다.

S15; 촬영각 연산단계

기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 이미지도화모듈(7)은 도 6에 도시한 바와 같이 촬영중인 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 해당 기준지상물(10)을 촬영하는 것으로 구조화한다.

한편, 이미지도화모듈(7)은 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간의 실제 중심거리(d)를 확인한다. 중심거리(d)는 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4) 내 중심점과 수정지상물이미지(20a) 평면부의 기준점(a3 내지 a6) 내 중심점 간 거리를 연산한 후, 그 결과값을 항공촬영이미지의 축척 정도로 환산해 얻을 수 있다. 아울러, 이미지검색모듈(2)은 이미지DB(1)에서 당해 항공촬영이미지 촬영시 항공기의 고도(h2)와, 수정지상물(20)의 실제 높이(h1)를 검색해 확인한다.

계속해서, 이미지도화모듈(7)은 항공기에서 촬영된 수정지상물(20)의 촬영각(θ)을 연산한다. 여기서 촬영각(θ)이란 카메라의 촬영방향과 수정지상물(20)의 배치방향의 각을 가리키는 것이다. 따라서, 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 항공기의 카메라가 기준지상물(10)을 촬영하는 촬영각(θ)은 '0도'가 될 것이다.

촬영각(θ) 연산을 위해서는 아래의 [수학식 1]을 이용한다.

S16; 수정대상 범위연산단계

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 항공기의 카메라가 수정지상물(20)의 직상방에 위치하지 못하면, 촬영된 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 평면부와 측면부가 포함돼 출력된다. 즉, 수정지상물이미지(20a)가 점유하는 것처럼 보이는 항공촬영이미지 내 면적은, 수정지상물(20)이 지상을 점유하는 평면적을 항공촬영이미지의 축척 정도로 연산해 얻은 면적과 차이가 있는 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 수정지상물이미지(20a)는 항공촬영시 수정지상물(20)이 비스듬히 촬영되면서 그 수정지상물이미지(20a)에 수정지상물(20)의 평면 부와 측면부가 포함되고, 이로 인해 수정지상물(20)이 실제로 점유하지 않은 지상부분이 수정지상물(20)에 의해 가려진다. 이렇게 촬영된 항공촬영이미지에는 수정지상물(20)이 가린 부분도 수정지상물(20)의 일부분으로 확인되어서, 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 실제 모습보다 큰 구조물로 보이게 된다. 물론, 이러한 오류는 수정지상물이미지(20a)에 인접하는 도로이미지(30)까지 가려 보이지 않게 하므로, 당해 항공촬영이미지를 기반으로 제작된 지도를 이용하는 사용자는 지도이용에 혼란을 느끼게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위해 항공촬영이미지에 출력된 수정지상물이미지(20a)의 크기를 보정해서, 항공기가 수정지상물(20)의 직상방에서 촬영한 것과 같은 효과를 발하는 항공촬영이미지 수정을 진행한다.

이를 위해 이미지도화모듈(7)은 보정해야 할 항공촬영이미지 내 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과, 촬영각(θ)을 [수학식 2]에 대입해서, 수정지상물(20)의 평면을 직상방에서 촬영했을 때의 수정된 평면부 폭(L2)을 연산한다.

S17; 수정대상 이미지보정단계

이미지도화모듈(7)은 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된 수정지상물이미 지(20a')를 완성한다. 보정된 수정지상물이미지(20a')는 기존 수정지상물이미지(20a)의 측면부는 제거되고, 평면부의 크기는 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된다.

여기서, 이미지도화모듈(7)에 의한 수정지상물이미지(20a')의 도화는 다음과 같이 진행된다.

우선, 기존 수정지상물이미지(20a)의 평면부만을 절개해 독립된 평면이미지로 확보한다. 이렇게 확보된 평면이미지는 기존의 수정지상물이미지(20a) 평면부의 폭(w2) 대비 수정된 수정지상물이미지(20a')의 수정된 평면부 폭(L2)의 비율에 따라 변형되는데, 이러한 변형은 공지,공용의 이미지변형기술을 적용할 수 있다.

참고로, 이미지변형기술이라 함은 '포토샵(어도비 시스템즈사에서 개발한 레스터 그래픽 편집기)', 마이크로소프트사의 대표적인 운영체제인 윈도우의 그래픽 편집기인 '그림판', 통상적이 워드프로그램에서 이미지를 '붙여넣기'하는 기술 등에서 널리 적용되는 기능으로, 이미지도화모듈(7)은 상기 기능을 통해 이미지의 가로 및 세로 길이의 비율을 결정해서 해당 비율로 이미지의 크기를 조정할 수 있다.

한편, 이미지편집모듈(6)에 의한 수정된 평면부를 합성할 때의 기준은 기준지상물이미지(10a)와 직접 마주하는 모서리(a1, a2)로 한다. 이는 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 모습과는 상관없이 기준지상물이미지(10a)와 비교해 상기 모서리(a1, a2)는 지상에서 항시 고정된 위치이기 때문이다.

S18; 이미지합성단계

도 7에 도시한 바와 같이, 수정지상물이미지(20a')의 수정이 완료되면, 기존 수정지상물이미지(20a)가 점유해 출력되지 못했던 음영부분(D)의 처리가 요구된다. 이를 위해 이미지편집모듈(6)은 이미지검색모듈(2)을 통해 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지가 촬영된 다른 항공촬영이미지를 검색하고, 이렇게 검색된 다른 항공촬영이미지를 수정지상물이미지(20a')가 포함된 항공촬영이미지의 크기 및 해상도에 일치시킨다. 참고로, 이미지DB(1)에 저장된 항공촬영이미지는 수치지도로서 그 기능을 수행하는 데이터이므로, 상기 항공촬영이미지에는 GPS좌표가 적용된 수치지도데이터이다. 따라서, 이미지편집모듈(6)은 음영부분(D)에 대한 GPS좌표를 확인하고, 이를 기초로 이미지DB(1)를 검색해서 음영부분(D) 전체가 정상적으로 출력된 다른 항공촬영이미지를 검색할 수 있다.

상기 실제이미지와 항공촬영이미지의 크기 및 해상도가 일치되면, 이미지편집모듈(6)은 다른 항공촬영이미지에서 절개된 음영부분(D)의 실제이미지를 수정지상물이미지(20a')를 포함한 항공촬영이미지의 음영부분(D)에 합성해서, 도 8(본 발명에 따른 편집처리방법에 따라 보정된 수직영상을 보인 이미지)에 도시한 바와 같이 음영부분(D)을 제거하고, 완전한 수직영상이 출력되도록 한다.

S19; 수직영상 데이터갱신단계

수정지상물이미지(20a')의 보정이 완료되면, 이미지편집모듈(6)은 실제이미지가 합성된 항공촬영이미지 데이터를 이미지DB(1)에 입력해 갱신한다.

도 1은 종래 항공사진 지도의 모습을 보인 이미지이고,

도 2는 본 발명에 따른 편집처리시스템의 모습을 도시한 블록도이고,

도 3은 본 발명에 따른 편집처리시스템이 적용되는 항공촬영이미지를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 채색모듈에 의해 도 3의 항공촬영이미지가 채색처리된 모습을 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 편집처리방법을 순차 도시한 플로우차트이고,

도 6은 본 발명에 따른 편집처리방법 적용을 위한 항공촬영모습을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 7는 본 발명에 따른 편집처리방법에 따라 보정된 지상물의 모습을 도시한 도면이고,

도 8는 본 발명에 따른 편집처리방법에 따라 보정된 수직영상을 보인 이미지이다.

Claims (1)

1. GPS좌표가 적용되고 지상물을 항공에서 촬영한 이미지인 지상물이미지가 포함된 항공촬영이미지 데이터와, 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2) 정보와, 지상물이미지의 높이(h1) 정보를 저장하는 이미지DB(1);

   이미지DB(1)의 데이터 및 정보를 검색하도록 된 이미지검색모듈(2);

   이미지검색모듈(2)이 검색한 항공촬영이미지 데이터를, 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)이 출력하도록 처리하는 출력모듈(3);

   터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지 내 지정된 2개의 초기점(P1)과 2개의 말기점(P2)의 좌표값을 확인하고, 상기 좌표값을 잇는 기준직선을 설정해서 각각 2개의 초기점(P1)과 말기점(P2)을 꼭지점으로 한 사각형의 범위가 도로이미지(30)로 확정되도록 처리하는 지점선택모듈(4);

   항공촬영이미지의 픽셀들 중 동일한 색상으로 지정돼 연속성을 갖도록 배치된 픽셀들을 일렬로 연결한 경계선을 형성시키고, 상기 경계선으로 둘러싸인 폐구간인 지상물이미지의 해당 픽셀들을 동일 색상으로 지정해서 출력모듈(3)이 출력하도록 처리하는 채색모듈(8);

   도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 상기 기준직선상에 도로이미지(30)의 지정색상과 불일치한 지상물이미지를 수정지상물이미지(20a)로 선정해서 수정지상물이미지(20a)의 모서리에 기준점(a1 내지 a6)을 설정하되 기준점 중 a1 내지 a4는 수정지상물이미지(20a)의 측면부 모서리에 설정되고 a3 내지 a6은 수정지상물이미지(20a)의 평면부 모서리에 설정되고, 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮는 방향과 나란한 방향으로 형성되면서 수정지상물이미지(20a)를 관통하는 직선을 연장해 형성한 검색직선을 출력모듈(3)을 통해 터치스크린(3a)에 출력하고, 사용자가 지적한 터치스크린(3a) 내 지점의 픽셀에 대해 채색모듈(8)이 지정한 색상을 확인하고, 채색모듈(3)에 의해 상기 색상과 동일한 색상으로 지정된 지상물이미지를 기준지상물이미지(10a)로 확정한 후 상기 경계의 모서리에 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4)을 설정하고, a3 내지 a6의 기준점으로 둘러싸인 상기 평면부의 폭(w2)을 구하되 상기 폭(w2)은 상기 평면부 내에서 기준지상물이미지(10a)와 수정지상물이미지(20a) 간의 중심점 거리와 나란한 방향에 대한 길이가 되도록 처리하는 이미지탐색모듈(5);

   기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b2)을 이용해 구한 중심점과, 수정지상물이미지(20a)의 평면부의 기준점(a3 내지 a6)을 이용해 구한 중심점 간 거리를 항공촬영이미지의 축척으로 변환해서 실제 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간 중심거리(d)를 연산하고, 상기 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2)와 수정지상물(20)의 높이(h1)를 확인해서

   

   에 대입해 촬영각(θ)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과 촬영각(θ)을

   

   에 대입해 수정된 평면부 폭(L2)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지가 제거되도록 처리하는 이미지도화모듈(7); 및

   상기 측면부 이미지가 제거된 항공촬영이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분(D)의 GPS좌표를 확인해서 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지를 포함한 다른 항공촬영이미지를 이미지검색모듈(2)을 매개로 검색하고, 상기 다른 항공촬영이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분(D)에 합성하고, 이미지DB(1)의 항공촬영이미지 데이터가 갱신되도록 처리하는 이미지편집모듈(6);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리시스템.

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