영역 기반 처리.

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1 영역 기반 처리

2 영역 기반 처리 입력 화소와 그 주위 화소를 이용하여 출력 화소값을 결정 회선(convolution) 기법을 널리 이용
영역 기반 처리 예 흐리게 하기, 선명하게 하기, 경계선 검출, 잡음 제거

3 회선 출력 픽셀 값 입력 픽셀과 그 주위 픽셀 값에 회선 마스크의 값을 곱하여 합한 값

4 회선 수행 방법 좌측 상단의 픽셀부터 한 픽셀 씩 차례로 수행 먼저 우측 방향으로 진행 한 줄이 끝나면 아래 줄로 이동

5 회선 마스크의 특성 회선 마스크의 크기는 홀수를 사용 많은 회선 마스크들은 계수들의 합이 1 이됨
주위 픽셀 값을 각 방향에 대칭적으로 고려해야 하므로 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7 등의 크기 사용 많은 회선 마스크들은 계수들의 합이 1 이됨 회선된 영상은 원영상과 같은 평균 밝기 값을 가짐 경계선 검출등 일부 회선 마스크에서는 음수의 계수를 포함하고 계수 합이 0 이됨 음의 화소값들이 생성될 수 있으므로 전형적으로 생성된 화소값에 일정한 상수(최대밝기/2 와 같은)가 더해짐

6 영상의 경계처리 0 삽입 윈도우가 영상과 중첩되는 첫 위치에서 회선이 시작 원영상의 크기를 조정
윈도우의 빈 셀들의 계수를 0으로 가정함 윈도우가 영상과 중첩되는 첫 위치에서 회선이 시작 마스크가 3X3일 때에 (0,0) 대신 (1,1)에서 시작 원영상의 크기를 조정 영상의 경계부분의 화소들을 복사 영상을 둘러쌈

7 영상 흐리게하기 입력 픽셀 값을 주위 픽셀 값들과의 평균 값으로 변환하는 다음과 같은 회선 마스크를 널리 사용 평균 마스크

8 영상 흐리게 하기 예 3X3 마스크 적용 5X5 마스크적용 입력영상

9 영상의 선명화 선명한 영상 생성을 위한 회선 마스크 -1 5 -1 9 마스크 1 마스크 2

10 선명화 적용 예 입력 영상 마스크 1 적용 마스크 2 적용

11 선명화 적용 예 10 20 30 40 10 40 20 50 80

12 선명화 적용 예

13 경계선 검출 경계선 입력 영상에 대한 많은 정보 포함 물체를 식별하고 물체의 위치, 모양, 크기 등을 인지하는 데 큰 역할
영상의 밝기가 낮은 값에서 높은 값으로 또는 높은 값에서 낮은 값으로 변하는 지점에 존재

14 미분 연산자

15 경계선 검출 회선 마스크 미분 연산을 회선 마스크로 표현 가능 수평 경계선 수직 경계선 Prewitt Roberts Sobel
수평 경계선과 수직 경계선을 개별적으로 검출 수평 경계선 수직 경계선 Prewitt Roberts Sobel

16 경계선 크기 계산 픽셀 I(x,y)가 경계선일 가능성의 크기 : 수평 경계선 검출용 회선 마스크 적용 결과 값
: 수직 경계선 검출용 회선 마스크 적용 결과 값

17 경계선 검출 결과 입력영상 Sobel Prewitt Roberts

18 잡음 제거 잡음 가우시안 잡음 임펄스 잡음 정규 분포를 갖는 잡음
영상의 픽셀 값으로부터 불규칙적으로 벗어나지만 뚜렷하게 벗어나지 않는 잡음 임펄스 잡음 영상의 픽셀 값과는 뚜렷하게 다른 픽셀 값에 의한 잡음 0, 255와 같은 뚜렷하게 잘못된 밝기 값을 갖는 화소

19 잡음 예 가우시안 잡음 임펄스 잡음

20 잡음 제거 평균 마스크 가우시안 노이즈를 줄이는데 효과적 임펄스 노이즈에는 비효과적 영상의 대비를 약화시킴

21 잡음 제거 적용 예 평균 마스크를 이용한 잡음 제거 결과 가우시안 잡음 제거 결과 임펄스 잡음 제거 결과

22 잡음 제거 중간값 필터링 임펄스 잡음을 제거하기위한 효과적인 방법 경계선을 보존 또는 강화 출력 영상 픽셀값의 정렬 13 15
16 17 18 20 22 255 입력 영상 필터 윈도우 15 16 17 13 255 18 20 22

23 잡음 제거 적용 예 중간값 필터링을 이용한 잡음 제거 결과 가우시안 잡음 제거 결과 임펄스 잡음 제거 결과

24 컬러 영상에서의 회선 RGB 컬러 모델에서의 회선 입력 컬러 영상 빨강색 성분 초록색 성분 파랑색 성분 + + 회선 수행
출력 컬러 영상 빨강색 성분 초록색 성분 파랑색 성분 + +

25 컬러 영상에서의 회선 HSI 컬러 모델에서의 회선 색상 입력 변환된 결과 명도 영상 명도 영상 회선 수행 RGB 컬러
채도 RGB 컬러 HSI 컬러

26 컬러 영상에서의 경계선 검출 RGB 컬러 모델 사용 HSI 컬러 모델 R,G,B 각각에 대하여 회선 수행
RGB 모델을 HSI 모델로 변환한 다음에 명도값 (I) 에 대해서만 회선 적용