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김병욱 연구실
국립창원대학교 정보통신공학과 김병욱 교수
자유공간광통신(FSO)
광카메라통신(OCC/D2C)
딥러닝 기반 영상처리
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김병욱 연구실

국립창원대학교 정보통신공학과 김병욱 교수

김병욱 연구실은 정보통신공학과 기반으로 자유공간 광전송(FSO)과 디스플레이-카메라(D2C/DFC) 통신에서 전송 성능과 동기화 문제를 영상·신호 처리로 해결하는 기술을 수행합니다. 또한 지문정맥과 같은 생체 영상 인식, 의료 초음파 초해상 복원, 키-포인트 검출 기반 자세 교정과 같은 인식 기술을 CNN 구조와 전처리 설계로 연구합니다. 세부적으로 대기 영향 모델링, 소표적 탐지, 빔 포인팅 오차 저감, 바코드 심볼 검출 및 복호, 특징 재구성 모듈을 통합하여 응용 가능한 원천 기법을 축적하고 있습니다.

자유공간광통신(FSO)광카메라통신(OCC/D2C)딥러닝 기반 영상처리소형표적 탐지지문·정맥 생체인식
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
자유공간 광전송 기반 위성-지상 FSO 링크 최적화 연구 thumbnail
자유공간 광전송 기반 위성-지상 FSO 링크 최적화 연구
Free-space optical (FSO) satellite–ground link optimization research
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디스플레이-카메라 및 광카메라 기반 D2C/DFC 전송 연구 thumbnail
디스플레이-카메라 및 광카메라 기반 D2C/DFC 전송 연구
Display-to-camera (D2C) and optical camera communication (OCC) research
연구 분야 상세보기
생체 및 의료 영상 인식·초해상 딥러닝 연구 thumbnail
생체 및 의료 영상 인식·초해상 딥러닝 연구
Deep learning for biometric recognition and medical image super-resolution
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 0
·
2025
Spatial attention and wide activation-based deep super-resolution scheme for vehicle detection in noisy and low-resolution LEO satellite imagery
Hyunjin Jo, Nilesh Maharjan, Byung Wook Kim
IF 4.6 (2025)
ICT Express
이 논문은 환경 요인으로 열화된 저궤도(LEO, Low Earth Orbit) 위성 영상에 대해 강건한 차량 검출 방법을 제시한다. RGB 및 IR 영상으로부터 특징 표현을 향상시키기 위해, 디노이징 인코더와 다중 모달 융합(MF) 모듈에 멀티-헤드 스퀴즈-익사이트에이션(multi-head squeeze excitation)을 적용한다. 저해상도에서 소형 차량의 질감 손실을 보상하기 위해, YOLOv5 백본에 공간 주의 모듈(SAM)을 내장하고, 더 세밀한 표현을 학습하기 위해 수정된 광역 활성화 초해상도(WDSR, wide activation super-resolution) 분기를 부착한다. 열화된 영상에 대한 실험 결과, 제안된 모델은 평균정확도(mean average precision, mAP) 측면에서 YOLO 계열 및 SuperYOLO보다 우수함을 보였다.
https://doi.org/10.1016/j.icte.2025.11.021
RGB color model
Satellite
Deep learning
Scheme (mathematics)
Noise reduction
Satellite imagery
Encoder
Feature (linguistics)
Representation (politics)
2
Article
|
인용수 5
·
2023
Dense D2C-Net: dense connection network for display-to-camera communications
Nilesh Maharjan, Lakpa Dorje Tamang, Byung Wook Kim
IF 3.2 (2023)
Optics Express
본 논문에서는 심층 합성곱 신경망(DCNN)을 통해 시각 콘텐츠에 추가 데이터를 임베딩하고 추출하는, 방해를 최소화한 디스플레이-투-카메라(D2C) 통신 방식인 새로운 Dense D2C-Net을 제안한다. Dense D2C-Net의 인코딩 과정은 커버 이미지의 모든 계층 간 연결을 설정하고, 이미지의 시각적 품질을 유지하기 위해 특징 재사용을 촉진한다. 이진 데이터를 임베딩하기 위해 Y 채널을 사용하며, 이는 이미지 압축으로 인한 왜곡에 대한 내성이 높고 색 변환에 대한 민감도가 낮기 때문이다. 인코더 구조는 커버 이미지의 특징 맵과 입력 이진 데이터를 결합하는 하이브리드 계층을 포함하여 임베딩된 데이터를 효율적으로 은닉하며, 다수의 노이즈 계층의 추가는 전송된 데이터에 대해 광 무선 채널이 유발하는 왜곡을 효과적으로 완화한다. 디코더에서는 촬영된 이미지로부터 출력 이진 데이터를 추출하기 위해 일련의 2D 합성곱 계층을 사용한다. 본 연구는 스마트폰 카메라와 디지털 디스플레이를 이용한 실제 환경에서 실험을 수행하였으며, 전송 거리, 촬영 각도, 디스플레이 밝기, 카메라 해상도와 같은 다양한 매개변수에 대해 제안된 방식이 기존의 DCNN 기반 D2C 방식들에 비해 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
https://doi.org/10.1364/oe.498067
Computer science
Artificial intelligence
Computer vision
Feature (linguistics)
Convolutional neural network
Channel (broadcasting)
Visible light communication
Image quality
Encoder
Distortion (music)
3
Article
|
인용수 35
·
2022
Atmospheric Effects on Satellite–Ground Free Space Uplink and Downlink Optical Transmissions
Nilesh Maharjan, Nikesh Devkota, Byung Wook Kim
IF 2.7 (2022)
Applied Sciences
자유공간광(Free space optical, FSO) 통신은 위성과 지상국 간 통신에서의 고대역폭 요구를 해결하기 위한 가장 필수적인 기술 중 하나가 될 잠재력을 지닌다. 본 연구에서는 위성–지상 FSO 업링크 및 다운링크 통신에서 대기가 미치는 영향을 고찰한다. 업링크와 다운링크 모두에 대해 다양한 대기 조건을 고려하기 위해, 안개 감쇠 계수, 굴절률 파라미터, 코히런스 길이, 난류 모델, 입사각 도달 변동과 같은 FSO 채널 요소를 도출한다. 기존 연구와 달리, 우리는 Fried 파라미터, 천정각(zenith angle), 섬광(scintillation) 지수, Rytov 분산의 변화를 기반으로 FSO 채널 분석을 제공한다. 광학 설정(optical settings)에서의 시뮬레이션 결과를 사용하여, 대기 감쇠 및 강도 변동과 같은 조건이 채널 성능에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 고찰을 바탕으로, 난류의 영향을 완화하기 위해 1550 nm가 업링크 및 다운링크 FSO 채널 모두에서 선호되는 파장임을 확인하였으며, 수신기 개구가 클수록 입사각 도달 변화가 감소함을 알 수 있었다.
https://doi.org/10.3390/app122110944
Telecommunications link
Attenuation
Scintillation
Free-space optical communication
Satellite
Remote sensing
Channel (broadcasting)
Zenith
Optical communication
Optics
최신 정부 과제
5
과제 전체보기
1
2022년 3월-2025년 2월
|130,239,000원
교통정보 서비스 고도화를 위한 자유공간 광전송 기반 저궤도 위성통신의 빔 정밀조향 기술 연구
o 본 연구에서는 광카메라통신 기술을 이용해 FSO 저궤도 위성의 빔 발산패턴 분석 및 빔 포인팅 정밀도를 개선시킴으로써 대용량 고속 교통정보 통신 링크를 구축할 수 있는 기술을 연구함. 지상-위성간 및 위성-위성 간의 OCC 링크를 경량화/저비용의 부품들로 구축하여 LED 광원을 탑재한 위성/지상국으로부터 고유ID정보를 수신하고, 파일럿 신호를 받아 대기...
저궤도 위성
자유공간 광학기술
광카메라통신 기술
빔 포인팅 기술
교통정보 서비스
2
주관|
2020년 11월-2022년 11월
|393,750,000원
PMUT 초음파 트랜스듀서를 활용한 생체인식 이미징 단계별 S/W 개발
본 과제는 초음파 PMUT소자와 제어 Logic을 연동해 손가락 내부 정맥을 2차원·3차원 영상으로 획득하고 지정맥 인식까지 수행하는 지정맥 이미징 SW 개발임. 연구 목표는 PMUT 출력 A-mode 신호 기반 영상처리(전처리, 영상 왜곡·잡음 제거), 특징 추출 및 정합, Super-resolution 기반 영상화질 개선, 2D·3D 딥러닝 지정맥 인식모델 개발을 통해 인식률을 향상시키는 데 있음. 기대 효과는 보안성과 편의성 동시 확보로 모바일기기, ATM기기, 출입도어 등 서비스 제품화 및 핀테크·헬스케어 핵심기술 적용 가능성임
초음파
박막소자
생체인식
이미징
영상인식
3
주관|
2019년 6월-2022년 2월
|137,500,000원
무인항공기 및 광카메라통신 기반 협력지능형교통시스템 고도화 기술연구
가. 1차년도 ● 무인항공기, 자동차, 도로인프라 간의 LOS 통신링크를 고려한 주간 및 야간에서의 광카메라통신 채널분석 및 클러터 제거 기술 연구 ● 고정형 도로인프라와 무인항공기 기반 이동형 도로인프라 간 정보교환 및 협력 모니터링 기술 연구 ● 상공 광채널 기반 최적의 데이터변복조 기술 연구 ● 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network)을 이용한 active marker 표식자 학습정보 생성 및 객체 검출 협력기술 연구 나. 2차년도 ● 다수개의 무인항공기 간 릴레이 통신링크 구성 및 협력 전송기술 연구 ● 무인항공기 및 광카메라통신 기반 협력 자율주행 항법정보 전송기법 연구 ● 순환 신경망(Recurrent Neural Network)을 이용한 광학 데이터 학습정보 생성방법 및 데이터 변복조 협력기술 연구 ● 이동형 도로인프라를 활용한 협력 정밀측위 기술 연구 다. 3차년도 ● 다수개의 무인항공기를 이용한 광카메라통신 기반 자율주행 협력기술 테스트베드 구현 ● 실제 도로 환경에서 시나리오 별 실험 및 제안된 기술의 성능 검증 o 무인항공기 및 광카메라통신을 융합한 협력지능형교통시스템기술을 연구하기 위해 기본적으로 이동형 도로인프라 기반 협력통신기술 파트와 광학 데이터 기반 정보처리 요소기술 파트로 나누어 추진되고, 각 파트는 상호 유기적으로 진행됨. o 다양한 교통 정보들을 수집하고 영상처리기술, 인공지능, 무인항공기 교통활용 벤치마킹을 위한 기관방문 및 전문가 자문을 통해 과제 수행을 위한 기본적인 기술 자료들을 취득하고 관련 기술들을 교류할 계획. o 고해상도 카메라를 장착한 무인항공기가 비행하면서 도로 상황 및 교통 정보 등을 취득할 수 있는 현장을 조사하고 영상촬영을 통해 구체적 실험환경을 설정하고 여기에 광카메라통신이 가능한 자동차 및 고정형 도로 인프라를 포함시켜 모의실험 및 본 실험을 수행할 계획. o 새로운 아이디어를 도출 시 특허 출원을 통해 핵심 기술을 보유하고, 수학적 분석, 컴퓨터 시뮬레이션을 거친 후 3차년도에 협력지능형교통시스템 고도화 테스트베드를 구현해 개발된 원천 기술들의 유용성을 검증함.
협력지능형교통시스템
광카메라통신기술
무인항공기
자율주행기술
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023딥러닝을 이용한 보색 바코드 기반 광카메라 통신 방법 및 시스템1020230033888
등록2022젓가락질 자세를 교정하기 위한 가이드 정보를 제공하는 방법, 장치 및 시스템1020220045623
등록2021병렬 서브샘플링 구조를 가지는 CNN 기반 지정맥 인식 기법1020210108707
전체 특허

딥러닝을 이용한 보색 바코드 기반 광카메라 통신 방법 및 시스템

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230033888

젓가락질 자세를 교정하기 위한 가이드 정보를 제공하는 방법, 장치 및 시스템

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220045623

병렬 서브샘플링 구조를 가지는 CNN 기반 지정맥 인식 기법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210108707