공학 자료 영상처리 기법 자료 기하학 처리 레폿
공학 자료 영상처리 기법 자료 기하학 처리
[공학][영상처리 기법] 기하학 처리
기하학적 처리
[목차]
영상처리 기법들
기하학적 처리(Geometric process)
사상(mapping)
보간법(Interpolation)
영상 스케일링(Scaling)
영상의 회전(Rotation)
영상의 이동(Translation)
미러링(Mirroring)
기하학적 처리(Geometric process)란
임의의 기하학적 변환(geometric transform) 에 의하여 화소들의 배치를 변경하는 처리이다.
(기하학적 변환- 영상의 회전, 확대&축소, 이동, 반사 영상 등을 수학적으로 나타낸 변환을 일컫는 말.)
기본 개념은 영상 내에서 화소들을 그저 움직이거나 화소들을
생성(보간법`Interpolation`사용)한다.
이상적인 기하학적 처리 결과로는 화소값이 변경되지 않지만, 존재하지 않는 위치로부터 하나의 화소를 명시하고자 시도한다면, 하나의 새로운 화소가 생성될 수도있다.
`밑에 그림은 기본적인 기하학적 처리 기법 들이다.`
`기하학적 처리 변형 완료 후 영상을 만드는 방법으로 이를 만드는 방향에 따라 전(순)뱡향 사상과 역방향 사상으로
나뉘어 진다. `
전(순)뱡향 사상(Forward mapping) 원래의 이미지에서 목적 이미지로 구현하는 것
어떤 x와 y의 사상함수에 의해서 입력 화소가 출력 화소로 이동하는 것.
전(순)방향 사상에서는 오버랩(overlap)과 홀(hole) 이 두 가지 문제점이 발생.
(그림참조)
오버랩(overlap) 두 개의 입력
화소가 같은 출력 화소에 사상되어
질 때 발생.
홀(hole) 정의 되어있지 않는
화소들이며, 목적 화소에 대응 하는
원시화소가 없음.
사상기법 : 출력(목적) 영상을 만들어내기 위한 좌표 계산하는 것.
보간법 (Interpolation)
존재하지 않는 화소값을 주변 화소값을 사용하여 얻는 방법으로 주변의 화소들을 분석하여 새로운 화소를 생성하는 것.
가장 인접한 이웃화소 보간법(Nearest neighbor interpolation)
생성된 주소에 가장 가까운 원시 화소를 출력 화소로 할당하는 것.
`이 바탕으로 원시 화소에 대해 계산된 분수주소는 가장 가까운 유효한 화소주소로 반올림 되짐.`
장점` 단점`
가장 간단방법이며, 처리속도가 빠름. 톱니모양으로 알려진 시각적인 뭉툭함을 가짐.
입력화소에 대응하는 출력화소들의 수가 클수록 영상의 질이 저하됨.
결과 영상이 상황에 따라 바뀔 수 있음.
(그림 참조)
(½ 축소) (2배 확대) (특정 중심부분 확대)
양선형 보간법(Bilinear interpolation)
새로운 화소를 생성하기 위해 네 개의 가장 가까운 화소들에 가중치를 곱한 값들의 합. (각각의 가중치는 화소로 부터의 거리에 반비례)
장점` 단점`
가장 인접한 화소 보간법보다 더 스무딩한 영상을 산출. 상당히 많은 계산량 요구(화소당 3개의 일차 보간들을 요구).
(그림 참조)
(½ 축소) (2배 확대) (중심부분 확대)
고등 차수 보간법(Higher order interpolation)
이웃한 원본 16픽셀의 거리에 따라 3차 함수에 따른 가중치를 적용하여 픽셀 값을 취하는 보간법.
보간을 위해 참고하는 이웃 픽셀 수
가장 인접한 이웃 화소 보간 : 가장 가까운 화소 1개 3차 회선(cubic convolution), B-스플라인(spline) 보간법
양선형 보간 : 이웃 화소 4개 : 16의 가장 가까운 화소를 요구
3차회선, B-Spline : 이웃 화소 16개
(그림 참조)
3차 회선 보간법(cubic convolution interpolation)
두 개의 음수값이 생성.
음수를 출력 가능.
큰 양의 크기를 가짐.
최대값 보다 더 큰 화소값을 가짐.
클립(clipped)이 요구.
B-스플라인 보간법(B-spline interpolation)
이상적인 보간 함수는 저주파 통과 필터
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=11073899&sid=ddangkung&key=
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