KR101347270B1 - 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템에 관한 것으로, 항공촬영된 촬영이미지를 저장하는 촬영이미지DB; 상기 촬영이미지를 기초로 도화해 제작된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB;를 구비한 저장장치, 상기 촬영이미지와 도화이미지를 출력하고, 도화 작업자의 조작에 대응한 입력값을 생성 및 입력하는 입출력수단; 상기 입출력수단에 출력된 촬영이미지에 대해 내부표정, 상호표정, 절대표정에 대한 표정처리를 순차 진행하는 이미지처리모듈과, 상기 표정처리가 이루어지고 상기 입출력수단에 출력되는 촬영이미지 중 제1촬영이미지의 색깔을 픽셀단위로 확인해서 색깔을 기준으로 상기 제1촬영이미지가 이루는 모양을 확인하는 이미지분석모듈과, 모양이 확인된 상기 제1촬영이미지에서 색깔의 변화가 있는 경계라인을 확인하고 상기 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간인 것으로 확인되면 해당하는 한 쌍의 제1경계라인으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 1차 추정하되 상기 제1경계라인 중 폐구간을 이루는 경계라인은 상층경계선으로 정하고 남은 경계라인은 하층경계선으로 정하는 층경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상기 상층경계선과 하층경계선의 평행비율이 일정 비율 미만으로 확인되면 상기 상층경계선과 하층경계선 사이에서 색깔의 변화가 있는 제2경계라인을 확인하고 상기 제2경계라인이 상기 상층경계선의 꼭지점으로부터 서로 나란한 것으로 확인되면 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상층경계선과 하층경계선으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 2차 추정하되 상기 하층경계선이 접하거나 길이가 가장 긴 상기 제2경계라인의 말단이 2차 추정된 지상물 이미지의 하층경계가 되도록 정하는 종경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 1차 지상물 이미지 또는 상기 종경계확인모듈에서 확인한 2차 지상물 이미지의 해당 구역을 중심으로 지정된 색상의 이미지가 균일한 방향으로 형성되었는지 여부에 따라 그림자이미지를 확인해서 상기 1차 또는 2차 추정된 지상물 이미지를 확정하는 그림자확인모듈과, 상기 상층경계선으로 둘러싸인 폐구간을 지상물 이미지의 평면이미지로 확정하고 상기 상층경계선과 하층경계선의 서로 평행하는 부분이 맞춰지도록 상기 상층경계선으로 둘러싸인 평면이미지를 상기 하층경계선 쪽으로 이동시켜서 상기 평면이미지가 상기 하층경계선 쪽에 위치하도록 보정한 제2촬영이미지를 생성해서 상기 입출력수단에 출력시키는 보정모듈과, 상기 제2촬영이미지 내 평면이미지의 상층경계선을 따라 마감선을 자동 도시하는 도화모듈로 구성된 제어수단;을 포함하는 도화기를 포함한다.

Description

항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템{Drawing system for editing the aviation image}

본 발명은 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템에 관한 것이다.

수치지도의 배경이 되는 도화이미지는 항공영상이미지를 기초로 제작된다. 즉, 항공영상이미지와 동일,유사한 도화 작업을 진행해서 사용자가 일견해 이해할 수 있는 도화이미지를 완성하는 것이다.

그런데, 항공영상이미지는 일정한 고도의 항공기에서 지상을 촬영해 이미지화한 것이므로, 카메라의 직하방에 위치한 지상물에 대한 촬영이미지를 제외하고 대부분의 지상물은 측면이 촬영될 수밖에 없다. 더욱이, 항공 촬영 중 해당 항공기는 이동 중에 있으므로, 평면이미지가 촬영되는 지상물은 랜덤하게 선택될 수밖에 없고, 그 외 대부분의 지상물은 측면이 반드시 촬영된다.

결국, 항공영상이미지에 담긴 대부분의 지상물은 평면이 아닌 측면이 촬영된 상태이고, 도화 작업을 진행하는 사람(이하 '도화 작업자')은 측면이 노출된 지상물 이미지로 가득한 항공영상이미지를 기초로 도화 작업을 진행해야 하는 곤란함이 있었다. 물론 평면과 측면이 혼재되고 측면의 노출방향 또한 일정하지 않은 항공영상이미지는 도화 작업자가 지상물의 원형을 확인하는데 어렵게 하므로, 도화 작업자는 해당 지상물을 도화할 때 상기 지상물의 실제 모습을 확인하거나, 촬영이미지를 확인해야 하는 번거로움이 있었다.

도 1은 항공영상이미지와, 상기 항공영상이미지를 기초로 도시한 도화이미지를 보인 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

도 1(a)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일정한 고도에서 지상을 촬영할 경우 항공영상이미지에 촬영되는 지상물은 측면이 가시될 수밖에 없다. 따라서 종래에는 이러한 항공영상이미지를 기초로 이미지를 도화할 경우, 도 1(b)와 같이 지상물 이미지를 항공영상이미지의 지상물 이미지와 동일하게 입체형상으로 도시했다. 그런데, 지상물 이미지를 입체형상으로 도시할 경우 실제 지상물의 배치 모습과는 차이가 있거나 또는 실제와는 다른 획일화된 모습으로 도시 및 복사될 수 있으므로, 최종적으로 완성된 도화이미지는 항공영상이미지의 모습과는 상이하게 표현되는 문제가 발생하였다. 또한, 지상물 이미지가 입체형상으로 도시되면서 사용자는 오히려 도화이미지의 이해가 곤란해지는 문제가 발생하였다.

이러한 문제를 해소하기 위해서 도화이미지 제작시에는 지상물을 도 1(c)와 같이 평면이미지만 도시되도록 해서, 지상물이 실제 배치 모습과 가능한 동일할 수 있도록 했다.

그러나, 도 1(c)에서 보인 도화이미지는 도화 작업자가 항공영상이미지를 확인한 후 도화기를 일일이 조작해서 지상물의 평면이미지를 도시 또는 복사해야 하므로, 도화 작업에 수작업이 많아지고 번거롭게 되는 문제가 있었다.

특허문헌 1. 등록특허공보 제10-1226085호(2013.01.24 공고)

특허문헌 1. 등록특허공보 제10-0545048호(2006.01.24 공고)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 지상물의 측면이 촬영된 항공영상이미지로부터 평면이미지를 손쉽게 추출해서, 수치지도의 배경이 되는 지형이미지 제작용 도화이미지를 보다 쉽고 간편하게 도시할 수 있도록 하는 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

항공촬영된 촬영이미지를 저장하는 촬영이미지DB; 상기 촬영이미지를 기초로 도화해 제작된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB;를 구비한 저장장치,

상기 촬영이미지와 도화이미지를 출력하고, 도화 작업자의 조작에 대응한 입력값을 생성 및 입력하는 입출력수단; 상기 입출력수단에 출력된 촬영이미지에 대해 내부표정, 상호표정, 절대표정에 대한 표정처리를 순차 진행하는 이미지처리모듈과, 상기 표정처리가 이루어지고 상기 입출력수단에 출력되는 촬영이미지 중 제1촬영이미지의 색깔을 픽셀단위로 확인해서 색깔을 기준으로 상기 제1촬영이미지가 이루는 모양을 확인하는 이미지분석모듈과, 모양이 확인된 상기 제1촬영이미지에서 색깔의 변화가 있는 경계라인을 확인하고 상기 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간인 것으로 확인되면 해당하는 한 쌍의 제1경계라인으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 1차 추정하되 상기 제1경계라인 중 폐구간을 이루는 경계라인은 상층경계선으로 정하고 남은 경계라인은 하층경계선으로 정하는 층경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상기 상층경계선과 하층경계선의 평행비율이 일정 비율 미만으로 확인되면 상기 상층경계선과 하층경계선 사이에서 색깔의 변화가 있는 제2경계라인을 확인하고 상기 제2경계라인이 상기 상층경계선의 꼭지점으로부터 서로 나란한 것으로 확인되면 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상층경계선과 하층경계선으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 2차 추정하되 상기 하층경계선이 접하거나 길이가 가장 긴 상기 제2경계라인의 말단이 2차 추정된 지상물 이미지의 하층경계가 되도록 정하는 종경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 1차 지상물 이미지 또는 상기 종경계확인모듈에서 확인한 2차 지상물 이미지의 해당 구역을 중심으로 지정된 색상의 이미지가 균일한 방향으로 형성되었는지 여부에 따라 그림자이미지를 확인해서 상기 1차 또는 2차 추정된 지상물 이미지를 확정하는 그림자확인모듈과, 상기 상층경계선으로 둘러싸인 폐구간을 지상물 이미지의 평면이미지로 확정하고 상기 상층경계선과 하층경계선의 서로 평행하는 부분이 맞춰지도록 상기 상층경계선으로 둘러싸인 평면이미지를 상기 하층경계선 쪽으로 이동시켜서 상기 평면이미지가 상기 하층경계선 쪽에 위치하도록 보정한 제2촬영이미지를 생성해서 상기 입출력수단에 출력시키는 보정모듈과, 상기 제2촬영이미지 내 평면이미지의 상층경계선을 따라 마감선을 자동 도시하는 도화모듈로 구성된 제어수단;을 포함하는 도화기

를 포함하는 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템이다.

상기의 본 발명은, 지형이미지의 제작을 위해 사용되는 도화이미지 내 지상물을 도화기가 자동으로 도시하므로, 지상물의 평면이미지를 도시하기 위해 도화 작업자가 지상물을 일일이 확인할 필요가 없고, 이를 통해 도화이미지가 보다 쉽고 정확하게 도화될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 항공영상이미지와, 상기 항공영상이미지를 기초로 도시한 도화이미지를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 도화기의 모습을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템의 동작순서를 순차 도시한 플로차트이고,
도 5는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템의 도화순서를 순차 도시한 플로차트이고,
도 6은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 통해 도시한 제1이미지를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 통해 도시한 제2이미지를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 촬영이미지에 촬영된 지상물이미지를 처리하는 제1실시 모습을 보인 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 촬영이미지에 촬영된 지상물이미지를 처리하는 제2실시 모습을 보인 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 도시한 도화이미지를 보인 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 도화기의 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 영상도화 제작시스템은 수치지도 제작을 위해서 사전에 항공영상이미지(이하 '촬영이미지')를 처리하는 시스템으로서, 촬영이미지를 기초로 도화이미지를 제작한다. 참고로, 수치지도를 완성하기 위해서는 상기 도화이미지에 등고선 및 각종 정보가 삽입된 지형이미지를 작성해야 하는데, 이를 위해서는 지형이미지의 배경이 되는 도화이미지를 촬영이미지를 기초해서 사전에 작성해야 한다. 이렇게 완성된 지형이미지에는 기준점이 구성되는데, 상기 기준점을 중심으로 서로 이웃하는 지형이미지를 합성 및 연결해서 수치지도의 배경으로 활용될 수 있도록 한다. 본 발명은 이러한 지형이미지를 제작하기 위해 사전에 완성해야 하는 도화이미지를 도화 작업을 통해 제작하는 시스템으로서, 보다 정밀하면서 사용자가 지형 이해가 쉽도록 하고, 도화 작업자의 작업 효율과 편의가 향상되도록 한다.

이를 위한 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템은 도화기(100')와 저장장치(200)로 구성된다.

도화기(100)는 도 2에서 보인 바와 같이, 한 쌍의 입출력수단(121, 122)으로 동일한 지점의 촬영이미지와 도화이미지를 출력시키면서, 도화 작업자가 도화 작업을 효과적으로 진행할 수 있도록 한다. 일반적으로 촬영이미지는 상부에 위치한 입출력수단(121)에 출력하고, 상기 촬영이미지를 기초로 작업한 도화이미지는 하부에 위치한 입출력수단(122)에 출력될 수 있는데, 이와는 반대로 촬영이미지와 도화이미지가 출력되도록 할 수도 있다. 또한, 촬영이미지를 바탕으로 도화 작업을 진행할 수도 있으므로, 모든 입출력수단(121, 122)에 촬영이미지가 출력되고, 이 중 한 곳에서 상기 촬영이미지를 바탕으로 도화이미지를 도시할 수 있도록 할 수 있다.

계속해서, 저장장치(200)는 촬영이미지를 저장하는 촬영이미지DB(210)와, 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB(220)로 구성된다. 촬영이미지는 항공촬영된 이미지들로서, 위치와 배율 등에 대한 이미지정보를 링크해 저장한다. 도화이미지는 촬영이미지를 기초로 도화 작업을 진행해서 완성된 지상 이미지로서, 이웃하는 도화이미지 간의 경계가 자연스럽게 이루어지도록 이미지 간의 배율은 물론 상기 경계에 위한 지상물이미지의 형상을 일체화시킨다.

저장장치(200)는 도화기(100)와 일체로 구성될 수도 있고, 분리될 수도 있다.

도화기(100)는 입출력수단(121, 122)과 연동하는 제어수단(110)을 더 포함한다. 입출력수단(121, 122)은 전술한 바와 같이 촬영이미지 및 도화이미지를 출력시킴은 물론, 각종 입력값을 입력시킨다. 상기 입력값은 도화 작업자가 화면을 터치함으로써 입력될 수도 있고, 별도의 입력기기를 통해 입력될 수도 있다. 화면 터치방식은 공지,공용의 터치스크린 기술이 적용될 수 있고, 입력기기 방식은 키보드, 조이스틱 등과 같은 기술이 적용될 수 있다.

계속해서, 제어수단(110)은 촬영이미지와 도화이미지를 상기 입력값에 따라 입출력수단(121, 122)을 통해 출력시키고, 상기 촬영이미지와 도화이미지를 저장장치(200)에 저장하며, 상기 촬영이미지와 도화이미지를 새롭게 편집되도록 한다. 이를 위한 제어수단(110)은 이미지분석모듈(111)과, 경계확인모듈(112)과 보정모듈(113)과 도화모듈(114)과 이미지처리모듈(115)을 포함한다.

이미지분석모듈(111)은 촬영이미지의 색깔을 분석해서 상기 촬영이미지가 이루는 전체 모양을 분석한다.

경계확인모듈(112)은 분석된 촬영이미지에서 지상물 이미지를 구분하고, 더 나아가 상기 지상물 이미지 내부의 경계를 확인한다. 상기 촬영이미지는 색깔로 촬영이 이루어지므로, 경계확인모듈(112)은 상기 촬영이미지의 색깔을 분석해서 이를 기준으로 지상물 이미지와 그 경계를 확인한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 경계확인모듈(112)은 지상물 이미지(GI; 도 8 참조)에서 상층경계선(11)과 하층경계선(21)을 확인하는 층경계확인모듈(112a)과, 지상물 이미지(GI'; 도 9 참조)에서 상층경계선(11)으로부터 인출되는 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)을 확인하는 종경계확인모듈(112b)과, 지상물 이미지(GI, GI')의 그림자를 확인하는 확인하는 그림자확인모듈(112c)로 구성된다.

층경계확인모듈(112a), 종경계확인모듈(112b) 및 그림자확인모듈(112c)에 대한 구성은 아래에서 동작 설명과 더불어 상세히 한다.

보정모듈(113)은 경계가 확인된 지상물 이미지를 편집한다. 상기 경계 확인을 통해 상기 지상물 이미지가 주변 배경과 구분됨은 물론 평면과 측면이 구분되었으므로, 보정모듈(113)은 평면이미지와 측면이미지를 구분해서 최종적으로 평면이미지를 제 위치로 배치한다.

도화모듈(114)은 보정된 지상물 이미지를 기초로 촬영이미지에 대한 도화 작업을 자동 처리해서 도화이미지를 완성한다. 도화모듈(114)은 지상물에 대한 지상물 이미지를 자동으로 도화하므로, 도화 작업자는 수작업으로 지상물 이미지를 도화할 필요가 없고, 이를 통해 도화 작업이 신속하면서 수월해지는 효과가 있다.

이미지처리모듈(115)은 각 지역에 대해 다양한 배율로 촬영된 촬영이미지를 표정처리하고 정보를 입력해서 촬영이미지를 일체화 처리한다. 이미지처리모듈(115)은 촬영이미지를 배경으로 도화 처리하기 위해 통상적으로 선행되는 내부표정, 상호표정 및 절대표정 등을 진행하는 것으로서, 각각에 대한 표정처리를 통해 다수 촬영이미지의 균일화 및 규격화를 완성한다.

도 4는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템의 동작순서를 순차 도시한 플로차트인 바, 이를 참조해 설명한다.

S10; 내부표정 단계

공지된 바와 같이, 내부표정(Interior Orientation)은 촬영이미지 자체가 지니고 있는 왜곡을 보정하는 것이다. 항공기에서 지상을 촬영한 촬영이미지는 카메라의 특성, 대기의 굴절, 지구의 곡률 등 여러 요인에 의해 왜곡이 발생한다. 이와 같은 왜곡으로 촬영이미지상에서 왜곡이 없는 경우 (x'a,y'a)의 좌표이어야 할 지점이, 왜곡으로 인해서 (xa,ya)의 좌표를 갖게 된다. 이와 같이 왜곡을 갖는 항공사진의 각 좌표 (xa,ya)를 왜곡이 보정된 새로운 좌표 (x'a,y'a)로 재배열시키는 것이 내부표정이다.

아날로그 항공사진의 경우 내부표정을 위해서는 항공사진의 주점을 도화기의 출력 중심에 일치시키고 초점거리를 도화기의 눈금에 맞춘다. 즉, 도화기에서 스캐닝된 영상 좌표와 주점을 기준으로 하는 항공사진 좌표와의 관계를 설정함으로써 이루어지는 것이다. 하지만, 도 1에서 보인 도화기(100)를 활용해서 디지털 항공사진에 대한 내부표정 작업은, 좌표 정립과 이를 기초로 한 이미지 편집 등을 통해 이루어진다. 따라서, 이미지처리모듈(115)은 입출력수단(121, 122)에 출력된 촬영이미지에 대한 표정처리를 디지털 편집처리로 진행한다.

S20; 상호표정 단계

내부표정이 카메라 내부의 광학적 환경을 재현하는 것을 그 목적으로 하는데 비해 외부표정(Exterior Orientation)은 카메라와 대상 물체 사이의 위치 관계를 규정하는데 그 목적을 두고 있다. 외부 표정은 다시 그 목적에 따라 상호표정(Relative Orientation) 및 절대표정(Absolute Orientation)으로 구성된다.

상호표정은 내부표정이 수행된 이후에 수행될 수 있다. 또한, 상호표정은 입체모델의 좌표를 취득함과 동시에 공액점에 대한 종시차를 제거하기 위한 일환으로 수행된다. 상호표정을 통해 모든 종시차가 소거된 한 쌍의 사진은 완전한 입체모델을 형성할 수 있다. 다만, 입체모델은 한쪽 사진을 고정한 상태에서 두 사진의 상대적인 관계를 규정한 것이므로, 축척과 수평이 제대로 맞지 않으며 실제의 지형과 정확한 상사 관계를 이루지 못한다. 따라서, 입체모델을 실제의 지형과 맞추기 위해서는 3차원 가상 좌표인 모델좌표를 대상좌표(object space coordinate system)로 변환하는 좌표 변환 과정이 필요하다.

참고로, 상호표정에 쓰이는 요소는 좌우투사기의 x, y, z 각 축 둘레의 회전 ω1, ω2, Ψ1, Ψ2, x1, x2 가운데서 독립된 5개를 취한다.

S30; 절대표정 단계

상호표정 단계(S20)에서 맞추지 못한 실제 지형과 이미지 간의 축적, 수준치, 수평위치 등에 대한 상사 관계를 맞추기 위해서, 절대표정(Absolute Orientation)을 진행한다.

절대표정 시에는 최소 3점의 지상기준점(예를 들어, 표정점의 좌표)을 알아야 하며, 소요되는 점수가 입체 모형수에 비례하여 증가할 수 있다. 따라서, 항공삼각측량을 사용하여 기준점 선정 및 측량과정에서 소요되는 시간 및 경비를 대폭 절감시킬 수 있다.

항공삼각측량은 기준점 측량을 통해 수행된다. 항공삼각측량은 항공사진상에서 무수한 점들의 좌표를 관측한 다음, 소수의 기준점(또는, 지상기준점)을 기준으로, 관측된 무수한 점들의 좌표를 전자계산기를 통해 절대 혹은 측지좌표로 환산하는 방법이다.

이상 설명한 촬영이미지에 대한 내부표정, 상호표정 및 절대표정은 이미지처리모듈(115)에 의해 진행되고, 이를 통해 촬영이미지는 균일화 및 규격화되어 실측에 상응하는 축척, 수준치 및 수평위치에 맞도록 처리된다.

도화를 위해 이미지처리모듈(115)이 촬영이미지를 표정처리하는 기술은 해당 기술분야의 공지,공용 기술이므로, 여기서는 각 표정에서 적용되는 연산식과, 법칙 등에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

S40; 도화단계

이미지처리모듈(115)에 의해 표정처리가 완료된 상기 촬영이미지를 기초로 도화 작업을 진행한다.

본 발명에 따른 영상도화 제작시스템은 상기 촬영이미지에 포함된 지상물 이미지를 수정하는데, 이에 대한 도화단계를 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템의 도화순서를 순차 도시한 플로차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 통해 도시한 제1이미지를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 통해 도시한 제2이미지를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 촬영이미지에 촬영된 지상물이미지를 처리하는 제1실시 모습을 보인 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 촬영이미지에 촬영된 지상물이미지를 처리하는 제2실시 모습을 보인 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 도시한 도화이미지를 보인 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

S41; 이미지 모양 확인단계

이미지분석모듈(111)은 촬영이미지DB(210)를 확인해서 내용 변화가 있는 촬영이미지의 존재 여부를 확인하고, 내용 변화가 있는 촬영이미지가 있는 것으로 확인되면 내용에 변화가 있는 지점에 지상물 이미지(GI)가 보강되었는지 여부를 확인한다.

본 발명에 따른 실시 예에서, 도 6(a)의 갱신 전 촬영이미지에는 갱신구역(Z)에 지상물이 존재하지 않는 것으로 하고, 도 7(a)의 갱신 후 촬영이미지 내 동일한 갱신구역(Z')에는 신축된 지상물이 존재하는 것으로 하였다.

새롭게 확인된 지상물에 대한 지상물 이미지(GI)를 포함하는 도화이미지를 도화하기 위해서, 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템은 표정처리가 완료된 촬영이미지를 분석해서 지상물 이미지(GI)를 다른 배경과 구분한다. 이를 위해 경계확인모듈(112)은 입출력수단(121, 122)으로 출력되는 촬영이미지의 색깔을 픽셀단위로 분석하고, 이를 통해 1차로 촬영이미지가 이루는 모양을 확인한다.

S42; 층경계 확인을 통한 지상물 확인단계

촬영이미지가 이루는 모양이 확인되면, 경계확인모듈(112)은 색깔의 배치 패턴을 분석해서 배경으로부터 지상물 이미지를 구분한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 7 및 도 8에서 보인 바와 같이 촬영이미지에 촬영된 지상물 이미지(GI)는 평면이미지(10)뿐만 아니라 측면이미지(20)까지 노출된다. 한편, 건축물과 같은 일반적인 지상물은 지면과 접하는 하층경계선(21) 부분과, 평면과 측면이 접하는 상층경계선(11) 부분이 동일 또는 유사한 구조를 이룬다. 한편, 도 7 및 도 8에서 보인 바와 같이 지상물 이미지(GI)의 평면이미지(10)와 측면이미지(20)는 명암 및 실제 색상 차이 등으로 인해서 명확한 경계 차이를 보인다. 결국, 경계확인모듈(112)의 층경계확인모듈(112a)은 촬영이미지의 색깔의 배치 패턴을 분석하는 과정에서 특정 지점의 상층경계선(11)과 하층경계선(21)에 반복을 관측하게 되고, 이렇게 관측하게 된 해당 구역을 지상물 이미지(GI)로 1차 추정한다.

따라서, 층경계확인모듈(112a)은 상층경계선(11)과 하층경계선(21)을 확인하기 위해서, 색깔 분석을 통해 확인된 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나의 경계라인이 폐구간을 이루는 것으로 확인되면, 상기 한 쌍의 경계라인들로 둘러싸인 색깔 영역의 구역을 지상물 이미지로 1차 추정한다. 여기서, 한 쌍의 경계라인 중 폐구간을 이루는 경계라인은 상층경계선(11)으로 보고, 남은 하나의 경계라인은 하층경계선(21)으로 본다.

S43; 지상물 확인단계

경계확인모듈(112)을 구성하는 층경계확인모듈(112a)은 색깔 분석을 통해 확인된 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간을 이루는 것으로 확인되면, 상기 한 쌍의 경계라인들로 둘러싸인 색깔 영역의 구역을 지상물 이미지로 1차 추정하나, 한 쌍이 일정 비율 이하로 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간을 이루는 것으로 확인되면, 경계확인모듈(112)을 구성하는 종경계확인모듈(112b)을 구동시켜서 해당 구역의 지상물 이미지 여부를 확인하도록 한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 지상물의 상층경계는 옥상에 해당하므로 항공촬영시 간섭없이 전체가 모두 촬영되나, 지상물의 하층경계는 지면과 경계를 이루는 부분이므로 항공촬영시 이웃하는 다른 구조물(ex; 조경, 이웃 건물 등)에 가려져 촬영되지 못할 수 있다. 또한, 지상물의 하층경계는 지상물 자체에 의해 가려져 촬영되지 못할 수 있고, 그림자 등에 의해 간섭될 수도 있다. 결국, 도 9에서 보인 바와 같이, 상기 상층경계의 촬영 이미지인 상층경계선(11) 대비 상기 하층경계의 촬영 이미지인 하층경계선(21)은 일정 비율 이하로 평행을 유지할 수 있고, 이 경우 해당 구역이 지상물 이미지임에도 불구하고 지상물이 아닌 것으로 판독될 수 있는 것이다.

한편, 전술한 바와 같이, 경계확인모듈(112)을 구성하는 층경계확인모듈(112a)은 색깔 분석을 통해 확인된 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간을 이루는 것으로 확인되면, 상기 한 쌍의 경계라인들로 둘러싸인 색깔 영역의 구역을 지상물 이미지로 1차 추정하고, 후속 과정인 명암확인단계(S45)를 진행한다.

S44; 종경계 확인을 통한 지상물 확인단계

촬영이미지 내 해당 구역에서 층경계확인모듈(112a)이 확인한 상층경계선(11) 대비 하층경계선(21)의 평행비율이 지상물 이미지의 기준을 만족하지 못할 경우, 종경계확인모듈(112b)은 층경계확인모듈(112a)이 확인한 상층경계선(11)과 하층경계선(21) 사이에서 종방향에 대한 모서리 이미지에 해당하는 경계라인인 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)을 확인한다. 상층경계선(11)과 하층경계선(21) 사이는 지상물 이미지(GI')에서 측면이미지(20)에 해당하므로, 도 9에 도시한 바와 같이 해당 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)은 상층경계선(11)의 꼭지점으로부터 하방으로 인출되는 형상을 이루게 된다. 참고로, 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)의 확인은 층경계확인모듈(112a)이 촬영이미지로부터 상층경계선(11)과 하층경계선(21)을 추출하는 방법과 동일하게, 종경계확인모듈(112b)이 촬영이미지의 상층경계선(11)과 하층경계선(21) 사이에서 명암 및 실제 색상의 차이를 확인함으로써 이루어진다. 여기서, 해당 구역이 지상물 이미지(GI')인 경우엔 확인된 종경계선(31, 32, 33)은 상층경계선(11)의 꼭지점으로부터 인출되어질 것이다.

결국, 종경계확인모듈(112b)은 상층경계선(11)과 하층경계선(21) 사이에서 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)을 추출하고, 더불어서 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)이 상층경계선(11)으로부터 인출된 것으로 확인되면, 촬영이미지 내 해당 구역을 지상물 이미지로 2차 추정한다. 여기서, 종경계확인모듈(112b)은 확인된 종경계선(31, 32, 33, 34, 35)이 서로 나란하면서 동일한 방향으로 인출된 것을 한정해 확인한다.

한편, 해당 구역이 지상물 이미지로 2차 추정되면, 종경계확인모듈(112b)은 확인된 종경계선(31, 32, 33, 34, 35) 중 가장 긴 종경계선 또는 하층경계선(21)과 접하는 종경계선(31, 32)을 확인한다. 해당하는 종경계선이 확인되면 지상물 이미지의 하층경계의 위치를 상기 종경계선의 말단으로 결정한다.

S45; 명암확인단계

경계확인모듈(112)의 그림자확인모듈(112c)은 지상물 이미지(GI, GI')로 1,2차 추정된 구역에 색깔을 확인해서 그림자의 존재 여부를 판단한다. 지상물은 햇빛에 의해 그림자를 자연 형성시키므로, 항공촬영시 상기 그림자는 당연 촬영되고, 지상물 이미지(GI, GI')에는 그림자이미지가 당연히 형성된다. 따라서 경계확인모듈(112)의 층경계확인모듈(112a)과 종경계확인모듈(112b)은 지상물 이미지(GI, GI')로 1,2차 추정된 구역을 확인하고, 기준에 부합하는 그림자이미지가 확인되면 지상물 이미지(GI, GI')로 최종 결정한다.

참고로, 촬영이미지에서 지상물 이미지로 1,2차 추정된 구역을 중심으로 지정된 색상(ex; 암색)의 이미지가 균일한 방향으로 형성되었다면, 그림자확인모듈(112c)은 상기 이미지를 그림자이미지로 간주한다. 동일 촬영이미지에서는 그림자이미지가 지상물 이미지를 중심으로 동일한 방향으로 형성될 수밖에 없고, 색상 또한 암색 계열의 동일한 색상을 형성할 수밖에 없으므로, 그림자확인모듈(112c)에는 그림자이미지를 구별하도록 그 기준이 입력된다. 결국, 그림자확인모듈(112c)은 입력된 기준에 따라 그림자이미지의 존재 여부를 확인하고, 그림자이미지의 존재가 확인되면 1,2차 추정된 구역을 지상물 이미지로 최종 결정한다.

계속해서, 지상물 이미지(GI, GI')로 확정된 상기 구역에서 상층경계선(11)과 하층경계선(21)을 기준으로 평면이미지(10)와 측면이미지(20)를 구분한다.

전술한 바와 같이, 하층경계선(21)은 일부만이 확인되는데 반해 상층경계선(11)은 둘레 모두가 확인되므로, 평면이미지(10)는 그 형태 모두를 확인하도록 하고, 하층경계선(21)으로는 지상물 이미지(GI, GI')의 위치를 확인한다.

S46; 보정단계

경계확인모듈(112)이 지상물 이미지(GI, GI')와, 지상물 이미지(GI, GI')의 상층경계선(11) 및 하층경계선(21)을 확정하면, 보정모듈(113)은 이를 기초로 지상물 이미지(GI, GI')의 평면이미지(10) 위치를 보정한다.

전술한 바와 같이, 촬영이미지에 촬영된 지상물 이미지(GI, GI')에 측면이미지(20)가 노출된 것은 해당 지상물 이미지(GI, GI')를 경사지게 촬영한 것을 의미한다. 이는 곧 해당 지상물 이미지(GI, GI')의 평면이미지(10)가 제 위치로부터 벗어나 있음을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템은 평면이미지(10)가 제 위치에 정확히 위치할 수 있도록 자동 보정한다.

이를 위해 보정모듈(113)은 경계확인모듈(112)이 확인한 상층경계선(11)과 하층경계선(21)을 확인하고, 상층경계선(11)으로 둘러싸인 평면이미지(10)를 하층경계선(21)에 맞춰 이동시킨다. 평면이미지(10)의 이동은 입출력수단(21, 22)을 통해 출력되고, 이를 통해 도화 작업자는 보정되는 평면이미지(10)의 위치를 확인하면서 도화 준비를 한다.

S47; 이미지 도시단계

상층경계선(11)이 하층경계선(21)의 해당 라인에 일치하도록 보정모듈(113)에 의해 평면이미지(10)가 이동하면, 도화모듈(114)은 상층경계선(11)을 따라 마감선이 도시된다. 물론, 상기 마감선은 도화 작업자의 추가 보정을 통해 수정될 수 있고, 이를 통해 실제와 근사한 최적화된 지상물 이미지를 갖는 도화이미지를 완성할 수 있다.

참고로, 도 10(a)는 지상물 이미지(GI, GI')가 확인되지 않는 갱신 전 도화이미지를 도시한 것이고, 도 10(b)는 수정된 지상물 이미지(IM)가 확인되는 갱신 후 도화이미지를 도시한 것으로서, 갱신 후 도화이미지는 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템이 도화 작업사의 별도 작업 없이 지상물이 촬영된 촬영이미지를 기초로 작업할 때 출력되는 결과물이다.

S48; 마감단계

도 10(b)에서 보인 바와 같이 본 발명에 따른 영상도화 제작시스템을 통해 수정된 지상물 이미지(IM)는 평면이미지(10)가 하층경계선(21)의 위치로 이동한 것이므로, 원본 지상물 이미지(GI, GI')에서 평면이미지(10)가 존재했던 구간은 공란이 된다. 따라서, 해당 공란은 도화 작업사가 주변 색상을 참고해 수작업을 도화작업을 진행하고, 이를 통해 도화 작업을 마감한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 평면이미지 11; 상층경계선 20; 측면이미지
21; 하층경계선 100; 도화기 110; 제어수단
111; 이미지분석모듈
112; 경계확인모듈 113; 보정모듈 114; 도화모듈
115; 이미지처리모듈 200; 저장장치 210; 촬영이미지DB
220; 도화이미지DB GI; 지상물 이미지 Z, Z'; 갱신구역

Claims (1)

1. 항공촬영된 촬영이미지를 저장하는 촬영이미지DB; 상기 촬영이미지를 기초로 도화해 제작된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB;를 구비한 저장장치,
   상기 촬영이미지와 도화이미지를 출력하고, 도화 작업자의 조작에 대응한 입력값을 생성 및 입력하는 입출력수단; 상기 입출력수단에 출력된 촬영이미지에 대해 내부표정, 상호표정, 절대표정에 대한 표정처리를 순차 진행하는 이미지처리모듈과, 상기 표정처리가 이루어지고 상기 입출력수단에 출력되는 촬영이미지 중 제1촬영이미지의 색깔을 픽셀단위로 확인해서 색깔을 기준으로 상기 제1촬영이미지가 이루는 모양을 확인하는 이미지분석모듈과, 모양이 확인된 상기 제1촬영이미지에서 색깔의 변화가 있는 경계라인을 확인하고 상기 경계라인 중 한 쌍이 일정 비율 이상 평행을 유지하면서 그 중 하나가 폐구간인 것으로 확인되면 해당하는 한 쌍의 제1경계라인으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 1차 추정하되 상기 제1경계라인 중 폐구간을 이루는 경계라인은 상층경계선으로 정하고 남은 경계라인은 하층경계선으로 정하는 층경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상기 상층경계선과 하층경계선의 평행비율이 일정 비율 미만으로 확인되면 상기 상층경계선과 하층경계선 사이에서 색깔의 변화가 있는 제2경계라인을 확인하고 상기 제2경계라인이 상기 상층경계선의 꼭지점으로부터 서로 나란한 것으로 확인되면 상기 층경계확인모듈에서 확인한 상층경계선과 하층경계선으로 둘러싸인 구역을 지상물 이미지로 2차 추정하되 상기 하층경계선이 접하거나 길이가 가장 긴 상기 제2경계라인의 말단이 2차 추정된 지상물 이미지의 하층경계가 되도록 정하는 종경계확인모듈과, 상기 층경계확인모듈에서 확인한 1차 지상물 이미지 또는 상기 종경계확인모듈에서 확인한 2차 지상물 이미지의 해당 구역을 중심으로 지정된 색상의 이미지가 균일한 방향으로 형성되었는지 여부에 따라 그림자이미지를 확인해서 상기 1차 또는 2차 추정된 지상물 이미지를 확정하는 그림자확인모듈과, 상기 상층경계선으로 둘러싸인 폐구간을 지상물 이미지의 평면이미지로 확정하고 상기 상층경계선과 하층경계선의 서로 평행하는 부분이 맞춰지도록 상기 상층경계선으로 둘러싸인 평면이미지를 상기 하층경계선 쪽으로 이동시켜서 상기 평면이미지가 상기 하층경계선 쪽에 위치하도록 보정한 제2촬영이미지를 생성해서 상기 입출력수단에 출력시키는 보정모듈과, 상기 제2촬영이미지 내 평면이미지의 상층경계선을 따라 마감선을 자동 도시하는 도화모듈로 구성된 제어수단;을 포함하는 도화기
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공영상이미지의 편집을 위한 고정밀 영상도화 제작시스템.

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