KR20180096191A - Geographic informatization method for image - Google Patents

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KR20180096191A
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한동수
김건희
김선우
조우진
오유영
정필금
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a geographic informatization method for an image. The present invention provides a method of tracking a feature point for each frame of an image, correcting a matching error, analyzing a rotation point, acquiring a movement path, and performing geographic informatization on the image, and a computer-readable recording medium which stores a program for realizing the method. To this end, the present invention provides a geographic informatization method for an image applied to a geographic informatization apparatus for an image. The method may include a step of tracking a feature point for each frame of an image; a step of correcting a matching error; a step of analyzing a rotation point; and a step of acquiring an output path.

Description

영상의 지리정보화 방법{Geographic informatization method for image}Geographic informatization method for image

본 발명은 영상을 지리정보화하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개인 휴대 단말기(예를 들어, 스마트폰)로 촬영된 영상을 지리정보화하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a method of geographically informing an image, and more particularly, to a method of geographically displaying an image photographed by a personal portable terminal (e.g., a smart phone) and a computer readable by a computer To a recording medium on which the recording medium can be recorded.

이하의 설명에서는 개인 휴대 단말기의 일 예로 스마트폰을 예를 들어 설명하기로 한다.In the following description, a smart phone will be described as an example of a personal portable terminal.

현재 사용자에게 동영상 지도 및 도보 네비게이션 서비스가 제공되고 있다. 예를 들어, '앨리스가이드(Alleysguide)'와 '앨리스비디오맵(Alleys Video Map)'이라는 두 가지 서비스가 제공되고 있다. '앨리스가이드'는 사용자가 직접 참여하는 크라우드 소싱 방법으로 비디오 맵 데이터를 수집하며 2016년 6월 초에 출시되었다. '앨리스비디오맵'은 도보자와 여행객을 위한 비디오 기반의 네비게이션 서비스로 2916년 7월 말에 모바일과 웹상에서 베타 오픈되었다.Currently, video map and walking navigation services are provided to users. For example, two services are available: 'Alleysguide' and 'Alleys Video Map'. 'Alice Guide' was launched in early June, 2016, collecting video map data as a user-engaging crowdsourcing method. 'Alice Video Map' is a video-based navigation service for walkers and travelers. Beta was opened on mobile and on the web at the end of July 2916.

'앨리스가이드'를 제공하는 회사에서는 향후 지속적으로 많은 스마트폰 사용자로부터 비디오 맵 데이터를 수집할 계획이며, 또한 애플리케이션에 O2O 서비스와 길안내 서비스를 B2B 형태로 제공하여 비즈니스를 확대하려는 목표를 가지고 있다.The company, which provides the Alice Guide, plans to continue collecting video map data from many smartphone users in the future, and also aims to expand its business by providing O2O services and navigation services in the form of B2B to applications.

'앨리스원더랩'을 제공하는 회사는 크라우드 소싱 방법으로 비디오 맵 데이터를 수집하여 길안내 및 여행 가이드 자료로 활용하는 한편, 각종 VR/AR(Virtual/Augmented Reality) 산업에 해당 데이터를 판매하는 것을 장기적인 목표로 하고 있으며 먼 훗날 전 세계를 동영상으로 연결하고자 한다.The company that provides 'Alice Wonder Lab' collects video map data by crowdsourcing method and uses it as road guide and travel guide data, and sells the data to various VR / AR (Virtual / Augmented Reality) I want to connect the world to the future in the future.

한편, 현재 비디오 맵 데이터의 수요가 증가하고 있다.Meanwhile, demand for video map data is increasing.

일 예로, 가상현실/증강현실(Virtual/Augmented Reality) 시장 규모가 증가하고 있다. 'Digital-Capital'에 따르면 VR/AR 시장의 규모가 매우 빠른 속도로 성장하여 2020년에는 관련 시장 규모가 무려 150억 달러에 이를 것이라 전망하고 있다.For example, the size of the virtual / augmented reality market is increasing. According to Digital-Capital, the size of the VR / AR market is expected to grow at a very rapid pace, with the size of the related market reaching $ 15 billion by 2020.

또한, VR/AR 컨텐츠는 비디오게임, 부동산, 공학 분야 등 매우 다양한 분야에서 활용될 것이라 전망되고 있다(출처 : Goldman Sachs).In addition, VR / AR content is expected to be used in a wide variety of fields, including video games, real estate, and engineering (source: Goldman Sachs).

VR/AR 컨텐츠의 개발에 있어서 비디오 맵 데이터의 필요성은 매우 크다. 특히, 증강현실(AR)의 경우는 현실의 지형물에 가상공간을 입히는 것이므로 주변 지형물에 대한 3D 지도의 구현이 필수적이기 때문에 비디오 맵 데이터의 필요성이 더욱 크다.The necessity of video map data in the development of VR / AR contents is very large. Especially, in the augmented reality (AR), it is necessary to implement the 3D map for the surrounding terrain because the virtual space is applied to the real terrain.

다른 예로, 3차원 지도(3D Mapping) 시장 규모도 증가하고 있다. 'Markets and Markets'의 조사에 따르면 3D 지도 시장의 규모는 매년 55%의 성장률을 보일 것이며 2020년에는 그 시장의 규모가 170억 달러에 이를 것이라 전망하고 있다.As another example, the 3D mapping market is growing in size. According to a survey by Markets and Markets, the size of the 3D map market is expected to grow 55% annually, and by 2020 the market will reach $ 17 billion.

3D 지도 구현에 있어 비디오 맵 데이터의 필요성은 절대적이므로 시장의 규모가 성장함에 따라 비디오 맵 데이터에 대한 수요도 큰 폭으로 증가할 것이다.Since the need for video map data is imperative in 3D map implementation, the demand for video map data will increase significantly as the market grows.

전술한 바와 같이 VR/AR 시장 및 3D 지도 시장의 규모가 큰 폭으로 증가하며 비디오 맵 데이터의 수요도 함께 증가하고 있다. 이에 따라, 구글(Google)이나 노키아(Nokia)와 같은 전 세계의 기업들도 비디오 맵 데이터 수집에 뛰어들고 있다.As described above, the VR / AR market and the 3D map market are greatly increased in size, and demand for video map data is also increasing. As a result, companies around the world, such as Google and Nokia, are also gearing up to collect video map data.

비디오 맵 데이터의 구축에 있어 가장 필수적인 것은 영상의 지리정보화(지리정보화란 지리적 특정 지점에 대해 인구수, 지형지물, 그 외의 많은 정보를 대응하는 것을 의미함)이다. 즉, 촬영된 영상에 대해 해당 영상이 지구상의 어느 곳에서 촬영되었는가에 대한 지리 정보가 매칭되어 있지 않다면 이는 맵 데이터로서의 가치를 갖지 못한다. 따라서 비디오 맵 데이터를 구축하기 위해서는 '영상의 지리정보화'의 과정이 필요하다.The most essential thing in constructing the video map data is the geographical information of the image (geographical information refers to correspondence of population, feature, and other information to specific geographical points). That is, if the geographical information about where the image is photographed on the earth is not matched with the photographed image, it has no value as map data. Therefore, in order to construct the video map data, it is necessary to process the 'geographical information of the image'.

그러나 현재 맵 데이터의 수집 방식은 원시적인 수준에 머물러 있다. 가령, 대표적인 구글의 맵 데이터 제공 서비스로는 스트릿뷰(Street View)가 있다. 촬영된 이미지와 촬영된 지점을 매칭하여 사용자들에게 맵 데이터를 제공하기 위하여, 구글에서는 고가의 GPS 장비를 직접 달고 차로 이동을 하며 세계 곳곳을 촬영하고 있다. 또한, 차로 이동할 수 없는 곳은 직접 장비를 사람이 지고 촬영을 한다.However, the current collection of map data remains at a primitive level. For example, a typical Google map data service is Street View. In order to match the photographed image with the photographed spot and provide the map data to the users, Google takes expensive GPS equipment, moves it by car, and shoots all over the world. Also, in places where you can not move by car, people shoot the equipment directly.

그러나 15만 달러에 달하는 20kg의 장비를 직접 지고 세계 곳곳을 촬영하며 많은 인력을 투입하였음에도 불구하고 아직 지구 육지의 절반도 촬영하지 못하였다.However, despite shooting 20kg of equipment worth $ 150,000 directly, photographing all over the world and putting a lot of manpower, we have not been able to shoot half of the Earth's land yet.

한편, 전 세계의 많은 사람들은 추억, 기록, 홍보 등의 목적으로 스마트폰으로 자신이 도보로 여행한 영상을 촬영해 업로드한다. 유투브(Youtube)에 업로드된 여행 영상의 개수는 2100만 개가 넘으며 2015년 런칭한 '앨리스원더랩'의 애플리케이션을 통해서도 벌써 500개 이상의 비디오 맵 데이터가 수집되었다.On the other hand, many people all over the world shoot footage of their travels on their smartphone for memories, records, and publicity. More than 21 million travel videos have been uploaded to Youtube, and more than 500 video map data have already been collected through the Alice Wonder Lab application launched in 2015.

따라서 직접 세계 곳곳을 돌아다니며 촬영을 하지 않고 크라우드 소싱을 통해 전 세계의 많은 스마트폰 사용자로부터 얻은 영상을 바탕으로 비디오 맵 데이터를 수집할 수 있다는 가능성을 확보할 수 있다.Thus, crowdsourcing without having to go around the world and capture the possibility of collecting video map data based on images from many smartphone users around the world.

또한, 크라우드 소싱을 통한 비디오 맵 데이터의 수집이 가능해진다면 현재 비디오 맵 데이터의 수집을 위해 소요되는 상당수의 인력 자원과 비용을 매우 큰 폭으로 절감할 수 있으며 맵 데이터를 빠른 속도로 업데이트할 수 있음에 따라 보다 효과적인 데이터의 수집이 가능하다.Also, if video map data can be collected through crowd sourcing, a considerable number of manpower resources and costs for collecting the current video map data can be greatly reduced, and map data can be updated at a high speed This enables more effective data collection.

그러나 크라우드 소싱을 통해 비디오 맵 데이터를 구축하기 위해서는 촬영된 영상에 대해서 해당 영상이 어느 곳에서 촬영되었는가에 대한 지리 정보를 매칭하는 과정이 필요하다.However, in order to construct the video map data through crowd sourcing, it is necessary to match the geographical information about the photographed image to where the corresponding image is photographed.

스마트폰에는 GPS 센서가 내장되어 있어 영상을 촬영하며 영상의 GPS 데이터를 수신하여 그 위치를 파악할 수 있지만, GPS 데이터 자체의 오차가 커 신뢰성 높은 정보를 획득하기 어렵다.The smartphone has a built-in GPS sensor that captures images and can receive the GPS data of the image, but it is difficult to obtain reliable information because of the error of the GPS data itself.

따라서 크라우드 소싱을 통해 비디오 맵 데이터를 구축하기 위해서는 스마트폰에서 보낸 GPS 정보와 영상만을 가지고 지도에 매칭하는 기술이 필요하며, 이러한 요구에 부응하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, in order to construct video map data through crowd sourcing, a technique of matching a map with only GPS information and video sent from a smart phone is required, and it is an object of the present invention to meet such a demand.

따라서 본 발명은 영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하고, 매칭 에러(Matching Error)를 보정하며, 회전점을 분석하고, 이동 경로를 획득하여 영상을 지리정보화하는 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a method for tracking feature points for each frame of an image, correcting a matching error, analyzing a rotation point, acquiring a movement path to geo-inform the image, And a computer-readable recording medium on which the program is recorded.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 영상의 지리정보화 장치에 적용되는 영상의 지리정보화 방법에 있어서, 영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 단계; 매칭 에러(Matching Error)를 보정하는 단계; 회전점을 분석하는 단계; 및 이동 경로를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of geographically informing an image applied to an apparatus for geographical information of an image, the method comprising the steps of: tracking minutiae of each frame of the image; Correcting a matching error; Analyzing the rotation point; And acquiring a movement path.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로세서를 구비한 영상의 지리정보화 장치에, 영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 단계; 매칭 에러(Matching Error)를 보정하는 단계; 회전점을 분석하는 단계; 및 이동 경로를 획득하는 단계를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a geographical information system including a processor, the method comprising the steps of: tracking minutiae of each frame of an image; Correcting a matching error; Analyzing the rotation point; And a program for realizing a step of acquiring a movement path.

상기와 같은 본 발명은, 영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하고, 매칭 에러(Matching Error)를 보정하며, 회전점을 분석하고, 이동 경로를 획득함으로써, 영상을 효율적으로 지리정보화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to efficiently track geographical information by tracking minutiae of each frame of an image, correcting a matching error, analyzing a rotation point, It is effective.

도 1은 본 발명에 따른 영상의 지리정보화 방법을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 영상 샘플링 및 특징점 추적 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 직진 시와 회전 시의 특징점 추적 벡터를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 매칭 에러(Matching Error)의 보정 과정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 회전점 분석 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 이동 경로 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a method of geographical information of an image according to the present invention;
2 is a diagram for explaining an image sampling and feature point tracking process according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a feature point tracking vector at the time of straight forward and rotation according to the present invention,
4 is a diagram for explaining a correction process of a matching error according to the present invention,
5 is a diagram for explaining a rotation point analysis process according to the present invention,
FIG. 6 is a view for explaining a moving route acquisition process according to the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 단수형으로 기재하였다고 해서, 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소가 복수 개로 이루어질 수 있음을 알 것이다.And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as " comprising "or" comprising ", it does not exclude other components unless specifically stated to the contrary . In addition, in the description of the entire specification, it should be understood that the description of some elements in a singular form does not limit the present invention, and that a plurality of the constituent elements may be formed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 '스마트폰 영상의 지리정보화'를 위하여 스마트폰으로 촬영된 영상을 지도에 맵 매칭할 수 있는 방법을 개발하였다. 이러한 영상의 지리정보화 방법은 영상의 지리정보화 장치에 적용될 수 있다.In the present invention, a method for map-matching an image photographed with a smartphone to a map for 'geographical informationization of a smartphone image' has been developed. The method of geographical information of the image can be applied to the geographical information apparatus of the image.

도 1은 본 발명에 따른 영상의 지리정보화 방법을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating a method of geographical information of an image according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상의 지리정보화 방법은, 영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 과정, 매칭 에러(Matching Error)를 보정하는 과정, 회전점을 분석하는 과정, 및 이동 경로를 획득하는 과정을 포함한다. 이러한 각 처리 과정에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the method of geographical information according to the present invention includes a process of tracking minutiae of each frame of an image, a process of correcting a matching error, a process of analyzing a rotation point, And acquiring a movement path. Each of these processes will be described in detail as follows.

도 2는 본 발명에 따른 영상 샘플링 및 특징점 추적 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 직진 시와 회전 시의 특징점 추적 벡터를 나타내는 도면으로, 왼쪽은 직진의 경우를, 오른쪽은 회전의 경우를 나타내고 있다.FIG. 2 is a view for explaining an image sampling and feature point tracking process according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a feature point tracking vector at the time of straight forward and rotation according to the present invention. And the case of rotation.

도 2를 참조하여 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a process of tracking feature points for each frame will be described below.

스마트폰으로 촬영된 영상과 해당 영상을 촬영하며 스마트폰의 GPS 센서로 얻어진 GPS 데이터가 해당 알고리즘의 입력(input)이다. 촬영된 영상을 입력(input)으로 받은 후에는 영상 분석을 위해 영상을 일정 간격으로 샘플링(sampling)한 후 'MATLAB'의 SURF(Speeded Up Robust Features) 알고리즘을 활용하여 특징점을 추적하였다.The image captured by the smart phone and the corresponding image are captured, and the GPS data obtained by the GPS sensor of the smartphone is the input of the corresponding algorithm. After receiving the captured images, the images were sampled at regular intervals for image analysis and the feature points were tracked using the SURF (Speed Up Robust Features) algorithm of 'MATLAB'.

특징점을 추적한 후 프레임이 변화함에 따라 특징점이 어떻게 이동하였는지 blob detecting 방식으로 추적하여 이동 벡터를 추출하였다.After tracing the feature points, we traced the movement of the feature points as the frame changes and extracted the motion vectors by the blob detecting method.

도 3의 특징점 추적 결과를 보면 영상 촬영 시 직진을 할 때와 회전을 할 때의 이동 벡터의 양상이 확연히 차이가 나는 것을 알 수 있다. 즉, 직진 시에는 화면상에 존재하는 소실점으로 벡터들이 수렴하는 양상을 보이는 한편, 회전 시에는 대부분의 point들이 한쪽 방향, 즉 회전 방향으로 이동하는 양상을 보인다.It can be seen from the characteristic point tracking result of FIG. 3 that the shape of the motion vector at the time of straightening and rotation at the time of imaging is significantly different. In other words, while the vectors converge to the vanishing point on the screen at the time of going straight, most of the points move in one direction, that is, the rotation direction at the time of rotation.

도 4는 본 발명에 따른 매칭 에러(Matching Error)의 보정 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a correction process of a matching error according to the present invention.

회전 시의 벡터들의 경향성을 파악하면 영상 분석을 통해 회전 시점을 추적할 수 있다. 그러나 회전 시에는 도 3에 도시된 바와 같이 화면을 가로지르는 매칭 에러(Matching Error)가 발생하게 되며 정확한 영상 분석을 위해서는 이러한 에러의 보정 과정이 추가적으로 필요하다.When the tendency of the vectors at the time of rotation is grasped, the turning point can be tracked through image analysis. However, at the time of rotation, as shown in FIG. 3, a matching error occurs across the screen, and an error correction process is further required for accurate image analysis.

에러의 보정을 위해 평균 벡터의 크기의 10배 이상의 크기를 갖는 벡터의 경우 잘못된 matching 벡터라 규정하여 제거하는 한편, 'MATLAB의 LANSAC 알고리즘'을 적용하여 가장 큰 경향성을 나타내는 데이터 이외의 데이터들을 제거해 주는 방식을 이용하여 도 4에 도시된 바와 같이 효과적으로 매칭 에러(Matching Error)를 보정하였다.In order to correct the error, a vector having a size of 10 times or more the size of the average vector is removed by specifying it as a wrong matching vector, and the data other than the data showing the greatest tendency is removed by applying the 'MATLAB LANSAC algorithm' Method, the matching error is effectively corrected as shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 회전점 분석 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a rotation point analysis process according to the present invention.

영상 분석을 통해 회전점을 효과적으로 파악하기 위하여 다양한 도보 영상들을 촬영한 후 프레임(frame)별 특징점 추적 벡터들을 추출하여 프레임(frame) 별 수치를 그래프로 나타내었다.In order to effectively understand the rotation point through image analysis, various foot images were shot, and feature point tracking vectors for each frame were extracted, and numerical values for each frame were shown in a graph.

도 5의 그래프에서 파란색 그래프는 각 프레임(frame) 별 추출된 벡터들의 평균 벡터의 크기를 나타낸 것이며, 빨간색 그래프는 벡터들의 크기를 적분한 값을 나타낸다.In the graph of FIG. 5, the blue graph represents the average vector size of the extracted vectors for each frame, and the red graph represents the integrated value of the vectors.

다양한 장소에서 촬영된 영상들을 분석하고 그래프의 수치들을 이용하여 실제 회전하는 점의 값에서 그래프가 어떤 수치를 갖는 지를 파악하는 방식으로 모든 회전점을 포함할 수 있는 최소 기준값을 도출하였다. 그 결과 최소 기준값은 3.5로 실험적으로 구해졌으며, 이 기준값 이상의 값을 갖는 지점을 회전점으로 규정하였다.The minimum reference value that can include all the rotation points is derived by analyzing the images taken at various places and using the values of the graph to grasp the values of the actual points on the graph. As a result, the minimum reference value was obtained experimentally at 3.5, and a point having a value greater than or equal to the reference value was defined as the rotation point.

도 6은 본 발명에 따른 이동 경로 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining a moving route acquisition process according to the present invention.

회전점이 나타나는 프레임(frame)의 정보를 영상 분석을 통해 얻어낸 후에는 이러한 정보를 반영하여 최종적으로 도보 촬영자의 이동 경로를 파악해야 한다.After the information of the frame in which the rotation point appears is obtained through the image analysis, it is necessary to finally understand the movement route of the walk photographer by reflecting such information.

도 6에 도시된 바와 같이, '안드로이드'를 이용하여 'GPS Project'라는 앱을 자체적으로 제작하였으며 이를 이용해 스마트폰으로 GPS 데이터를 수신하면 해당 데이터를 일정 시간 간격으로 점으로 찍어 경로를 표시할 수 있도록 하였다.As shown in FIG. 6, an application called 'GPS Project' is made using 'Android' and when receiving GPS data by using a smartphone, the data can be displayed at predetermined time intervals Respectively.

GPS 데이터의 경우 오차가 발생하는 경우가 종종 생기므로 도보 시에 이동할 수 있는 최대 거리 이상의 간격으로 찍힌 점들에 대해서는 outlier를 제거하는 알고리즘을 제작하여 GPS 데이터의 자체 보정 과정을 거쳤다.Since GPS data often generates errors, we have developed an algorithm that removes outliers for points that are spaced by more than the maximum distance that can be moved on foot.

도 5의 그래프 분석을 통해 회전점이 나타난 시점을 알아낸 후에는 해당 시점에 해당하는 GPS 데이터를 회전점으로 지정하여 표시한 후 이 회전점들을 직선으로 연결하여 경로를 완성하였다.After the point of appearance of the rotation point is found through the graph analysis of FIG. 5, the GPS data corresponding to the point of time is designated as the rotation point, and the rotation points are connected by a straight line to complete the path.

획득된 경로의 크기(scale)를 실제 맵(map)의 크기에 맞게 비율을 조정한 후 매칭(matching)하였으며 그 결과 실제 이동한 경로와 98% 이상의 일치율을 보였다.The scale of the obtained path was adjusted according to the size of the actual map and matched. As a result, the agreement rate was 98% or more with the actual path.

한편, 본 발명에서 개발한 스마트폰 영상의 맵 매칭 기술은 향후 5년 후, 스마트폰의 듀얼 카메라 채택을 염두에 둔 기술이다.Meanwhile, the map matching technology of the smartphone image developed in the present invention is a technology which is intended to adopt a dual camera of a smartphone 5 years later.

현재 크라우드 소싱을 이용하지 않고 고가의 장비를 들여 세계 곳곳을 직접 촬영하며 맵 데이터를 얻고 있는 이유는 임의의 사용자로부터 얻은 촬영 영상의 경우 영상의 질이 많이 떨어지기 때문이다.Currently, crowd sourcing is not used, and high-priced equipment is shot directly to all parts of the world and map data is obtained because the quality of images taken from any user drops significantly.

듀얼 카메라는 시야각이 넓고 더 선명하며 빠르게 자동 초점을 맞춰주는 기능을 가지고 있다. 무엇보다 가장 중요한 것은 듀얼 카메라를 사용하면 3D 깊이를 측정하기 때문에 3D 지도를 제작하기에 매우 용이하다.The dual camera has a wide viewing angle, sharper, faster autofocus. Most importantly, dual cameras measure 3D depth, making it very easy to create 3D maps.

스마트폰 듀얼 카메라 시장은 빠르게 성장하고 있으며 'LG'나 '화웨이' 등의 스마트폰에서는 이미 듀얼 카메라가 장착되어 나오고 있다.The smartphone dual camera market is growing rapidly, and smart phones such as LG and Huawei are already equipped with dual cameras.

향후 5년 뒤 스마트폰 듀얼카메라 기술의 개발이 완료되고 나면, 크라우드 소싱을 통해서 얻은 영상으로도 3D 지도 구현이 용이해지므로 양질의 비디오 맵 데이터를 효과적으로 수집할 수 있을 것이며, 이렇게 얻어진 비디오 맵 데이터의 가치 또한 더욱 상승할 것이다.After the development of the smartphone dual camera technology is completed in the next five years, the 3D map can be easily realized even by the image obtained through the crowd sourcing, so that it is possible to efficiently collect the high quality video map data. Value will also rise.

또한, 본 발명에서는 수집된 비디오 데이터에 지리정보를 매칭하는 알고리즘을 제작함으로써 '크라우드 소싱을 통한 비디오 맵 데이터의 수집' 과정에 기반이 될 핵심 기술을 개발하였다. 영상 분석 및 GPS 데이터 처리를 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 해당 기술을 보다 발전시킨다면 듀얼 카메라가 점진적으로 채택되고 있는 스마트폰 시장의 변화에 발맞추어 해당 기술의 가치와 해당 기술로 수집된 비디오 맵 데이터의 가치가 크게 상승할 것이라 예상된다.In addition, in the present invention, an algorithm for matching the geographical information to the collected video data is developed, thereby developing a core technology that will be the basis for the process of collecting video map data through crowd sourcing. If the technology is further developed to more effectively perform image analysis and GPS data processing, the value of the corresponding technology and the value of the video map data collected by the corresponding technology in accordance with the change of the smartphone market, Is expected to rise sharply.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 영상의 지리정보화 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Meanwhile, the method of geographical information according to the present invention as described above can be implemented in the form of a program command which can be executed through various computer means, and can be recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various permutations, modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (2)

영상의 지리정보화 장치에 적용되는 영상의 지리정보화 방법에 있어서,
영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 단계;
매칭 에러(Matching Error)를 보정하는 단계;
회전점을 분석하는 단계; 및
이동 경로를 획득하는 단계
를 포함하는 영상의 지리정보화 방법.
A method of geographical information of an image applied to a geographical information apparatus of an image,
Tracking feature points for each frame of an image;
Correcting a matching error;
Analyzing the rotation point; And
The step of acquiring the movement route
The method comprising the steps of:
프로세서를 구비한 영상의 지리정보화 장치에,
영상의 프레임(frame) 별 특징점을 추적하는 단계;
매칭 에러(Matching Error)를 보정하는 단계;
회전점을 분석하는 단계; 및
이동 경로를 획득하는 단계
를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
A geographical information system for an image having a processor,
Tracking feature points for each frame of an image;
Correcting a matching error;
Analyzing the rotation point; And
The step of acquiring the movement route
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a computer-readable recording medium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020162732A1 (en) * 2019-02-09 2020-08-13 엘지전자 주식회사 Method and device for processing video signal

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