컴퓨터 비전 영상처리 - 점연산, 영역연산, 기하연산 (디졸브, 컨볼루션, 메디안 필터, 가우시안, 감마 수정)

영상처리에는 가장 기본적이면서도 핵심적인 세 가지 연산 유형이 있다.  

점 연산, 영역 연산, 기하 연산이 있는데, 이 세 가지 연산 유형을 조합하여 다양한 영상 처리 기술과 알고리즘을 만든다.  

 

점 연산 

점 연산 특징

• 점 연산은 오직 자신의 명암값에 따라 새로운 값을 결정한다. 
• 주로 히스토그램 평활화, 밝기 조절, 대비 조절 등의 작업을 한다. 
• 특정 함수나 수식을 사용하여 각 픽셀의 값을 변경함으로써 이미지의 품질을 개선하거나 특정 효과를 적용하는데 사용된다. 

점 연산 식

 

선형 연산

\

 

비선형 연산 

감마 수정 : 모니터나 프린터 색상 조절에 사용한다. 

감마 수정

 

디졸브

k = 2일 경우

 

 

 

728x90

 

 

영역 연산 

영역 연산의 특징

• 이웃 화소의 명암값에 따라 새로운 값을 결정한다. 
• 필터링, 엣지 검출, 잡음 제거 등의 작업을 한다. 
• 영역 내 픽셀들의 값이나 통계 정보를 사용하며 이미지를 변형하거나 분석하는데 사용된다. 

 

 

상관

• 원신적인 매칭 연산. 물체를 윈도우 형태로 표현하고 물체를 검출한다. 

 

컨볼루션

• 윈도우를 뒤집은 후 상관 적용
• 임펄스 반응

 

기본적인 1차원 예시

 

2차원 예시

 

상관과 컨볼루션 수식

 

 

 

 

내가 공부하고 있는 책에서는 상관과 컨볼루션을 구분하지 않고 컨볼루션이라는 용어를 사용하므로 앞으로 예시는 컨볼루션을 사용할 것이다. 

 

 

 

컨볼루션 예제

 

→ 박스와 가우시안은 스무딩 효과

→ 샤프닝은 명암 대비 강조 효과

→ 수평 에지와 수직 에지는 에지 검출 효과

→ 컨볼루션은 선형 연산이다. 

 

 

 

 

비선형 연산 

• 🌟 메디안 필터 
  • 솔트페퍼 잡음에 효과적이다. 
  • 메디안은 가우시안에 비해 에지 보존 효과가 뛰어나다.