사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템 및 그 방법
SYSTEM AND METHOD FOR CONVERTING CAMERA LENS DISTORTIONS BETWEEN PHOTOGRAMMETRY AND COMPUTER VISION
특허 요약
본 발명은 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 서로 다른 좌표계에서 정의한 카메라 렌즈왜곡 계수를 이용하여 영상을 처리하는 컴퓨터비전과 사진측량에 있어서, 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 모델과, 상기 사진측량의 렌즈왜곡 모델을 각각 이용하여, 상기 사진측량과 컴퓨터비전에서 상호적으로 사용할 수 있도록 상기 각 렌즈왜곡 계수를 상호 변환하고, 가상의 격자점을 이용하여 상호 변환한 상기 카메라 렌즈왜곡 계수를 검증하여, 신뢰성 높은 변환결과를 제공할 수 있도록 하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델과 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델을 결정하는 렌즈왜곡 모델 결정부;상기 결정한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델의 카메라 렌즈왜곡 계수 또는 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델의 카메라 렌즈왜곡 계수를 추출하는 렌즈왜곡 계수 추출부; 및상기 결정된 각 카메라 렌즈왜곡 모델을 이용하여, 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하거나, 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 렌즈왜곡 계수 변환부;를 포함하며,상기 렌즈왜곡 계수 변환부는,상기 결정한 각 카메라 렌즈왜곡 모델에 카메라 렌즈왜곡이 없거나 또는 카메라 렌즈왜곡이 있는 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 가상의 격자점에 상기 추출한 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 각각 사진좌표 또는 정규좌표로 변환하고, 상기 변환한 각 사진좌표 또는 정규좌표를 입력하여, 상기 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여, 상기 추출한 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 각 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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청구항 1에 있어서,상기 렌즈왜곡 계수 변환부는,상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 경우, 상기 가상의 격자점은 제1 가상의 격자점이며,상기 카메라 렌즈왜곡이 없는 상기 제1 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 제1 가상의 격자점에 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 사진좌표로 변환하는 사진좌표 변환부; 및상기 변환한 각 사진좌표를 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 사진측량 렌즈왜곡 계수 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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청구항 2에 있어서,상기 사진측량 렌즈왜곡 계수 결정부는,상기 변환한 각 사진좌표를 상기 영상에서 결정된 최대방사거리로 나누어, 상기 변환한 사진좌표를 각각 정규화하고,상기 정규화한 각 사진좌표를 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 사진측량의 렌즈왜곡 계수를 추정한 후, 상기 추정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수에 다시 상기 최대방사거리를 곱함으로써 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 결정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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청구항 2에 있어서,상기 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템은,상기 변환한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로, 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여한 제1 가상의 격자점에 대한 카메라 렌즈왜곡을 제거하고, 상기 카메라 렌즈왜곡을 제거한 제1 가상의 격자점에 대한 사진좌표와 상기 생성한 카메라 렌즈왜곡이 없는 제1 가상의 격자점에 대한 사진좌표를 비교하여 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 렌즈왜곡 계수로 변환한 변환결과를 검증하는 제1 검증부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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청구항 1에 있어서,상기 렌즈왜곡 계수 변환부는,상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 경우, 상기 가상의 격자점은 제2 가상의 격자점이며,상기 카메라 렌즈왜곡이 있는 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 제2 가상의 격자점에 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 상기 영상을 촬영한 카메라의 초점거리를 이용하여 상기 카메라의 초점 거리가 1인 정규좌표로 각각 변환하는 정규좌표 변환부; 및 상기 변환한 각 정규좌표를 상기 결정한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 상기 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 컴퓨터비전 렌즈왜곡 계수 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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청구항 5에 있어서,상기 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템은,상기 변환한 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 상기 카메라 렌즈왜곡을 제거한 제2 가상의 격자점 대해 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여하고, 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여한 상기 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 생성한 카메라 렌즈왜곡이 있는 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표를 비교하여 상기 사진측량의 렌즈왜곡 계수를 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환한 변환결과를 검증하는 제2 검증부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 시스템.

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컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델과 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델을 결정하는 렌즈왜곡 모델 결정 단계;상기 결정한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델의 카메라 렌즈왜곡 계수 또는 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델의 카메라 렌즈왜곡 계수를 추출하는 렌즈왜곡 계수 추출 단계; 및상기 결정된 각 카메라 렌즈왜곡 모델을 이용하여, 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하거나, 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 렌즈왜곡 계수 변환 단계;를 포함하며,상기 렌즈왜곡 계수 변환 단계는,상기 결정한 각 카메라 렌즈왜곡 모델에 카메라 렌즈왜곡이 없거나 또는 카메라 렌즈왜곡이 있는 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 가상의 격자점에 상기 추출한 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 각각 사진좌표 또는 정규좌표로 변환하고, 상기 변환한 각 사진좌표 또는 정규좌표를 입력하여, 상기 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여, 상기 추출한 각 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 각 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 방법.

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청구항 7에 있어서,상기 렌즈왜곡 계수 변환 단계는,상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 경우, 상기 가상의 격자점은 제1 가상의 격자점이며,상기 카메라 렌즈왜곡이 없는 상기 제1 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 제1 가상의 격자점에 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 사진좌표로 변환하는 사진좌표 변환 단계; 및상기 변환한 각 사진좌표를 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여 상기 추출한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로 변환하는 사진측량 렌즈왜곡 계수 결정 단계;를 더 포함하며,상기 사진측량 렌즈왜곡 계수 결정 단계는,상기 변환한 각 사진좌표를 상기 영상에서 결정된 최대방사거리로 나누어, 상기 변환한 사진좌표를 각각 정규화하고,상기 정규화한 각 사진좌표를 상기 결정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 사진측량의 렌즈왜곡 계수를 추정한 후, 상기 추정한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수에 다시 상기 최대방사거리를 곱함으로써 상기 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 결정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 방법.

9

청구항 7에 있어서,상기 카메라 렌즈왜곡 변환 방법은,상기 변환한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수로, 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여한 제1 가상의 격자점에 대한 카메라 렌즈왜곡을 제거하고, 상기 카메라 렌즈왜곡을 제거한 제1 가상의 격자점에 대한 사진좌표와 상기 생성한 카메라 렌즈왜곡이 없는 제1 가상의 격자점에 대한 사진좌표를 비교하여 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수를 사진측량의 렌즈왜곡 계수로 변환한 변환결과를 검증하는 제1 검증 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 방법.

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청구항 7에 있어서,상기 렌즈왜곡 계수 변환 단계는,상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 경우, 상기 가상의 격자점은 제2 가상의 격자점이며,상기 카메라 렌즈왜곡이 있는 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 제2 가상의 격자점에 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 부여한 영상좌표를 상기 영상을 촬영한 카메라의 초점거리를 이용하여 상기 카메라의 초점 거리가 1인 정규좌표로 각각 변환하는 정규좌표 변환 단계; 및 상기 변환한 각 정규좌표를 상기 결정한 컴퓨터비전의 카메라 렌즈왜곡 모델에 입력하여 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수를 미지수로 하는 상기 선형식을 구성하고, 상기 구성한 선형식을 계산하여 상기 추출한 사진측량의 카메라 렌즈왜곡 계수를 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환하는 컴퓨터비전 렌즈왜곡 계수 결정 단계; 및상기 변환한 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 상기 카메라 렌즈왜곡을 제거한제2 가상의 격자점 대해 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여하고, 상기 카메라 렌즈왜곡을 부여한 상기 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표와 상기 생성한 카메라 렌즈왜곡이 있는 제2 가상의 격자점에 대한 영상좌표를 비교하여 상기 사진측량의 렌즈왜곡 계수를 상기 컴퓨터비전의 렌즈왜곡 계수로 변환한 변환결과를 검증하는 제2 검증 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사진측량과 컴퓨터비전 간의 카메라 렌즈왜곡 변환 방법.