KR101836238B1 - A Novel Seam Finding Method Using Downscaling and Cost for Image Stitching - Google Patents

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KR101836238B1
KR101836238B1 KR1020160174458A KR20160174458A KR101836238B1 KR 101836238 B1 KR101836238 B1 KR 101836238B1 KR 1020160174458 A KR1020160174458 A KR 1020160174458A KR 20160174458 A KR20160174458 A KR 20160174458A KR 101836238 B1 KR101836238 B1 KR 101836238B1
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estimating
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전경구
정진욱
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for estimating an image connection line using a cost function and downscaling. The method for estimating an image connection line according to the present invention includes the steps of: detecting an approximate connection line of images obtained by down-sampling two stitching target images; setting a limited region around the approximate connection line which is interpolated in an overlapped region of images obtained by up-sampling the two images which are down-sampled; and estimating a final connection line of the two stitching target images by using costs based on pixel data corresponding to the images in the limited region and connection line direction information based on the costs. Accordingly, the present invention can reduce a calculation load and an operation time.

Description

다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법{A Novel Seam Finding Method Using Downscaling and Cost for Image Stitching}[0001] The present invention relates to a method for estimating an image link line using a downscaling function and a cost function,

본 발명은 이미지 스티칭(image stitching)을 위한 2 이미지들의 이미지 연결선 추정방법에 관한 것으로서, 특히, 파노라마 영상 등을 생성을 위한 이미지 정합 과정에서 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법에 관한 것이다. In particular, the present invention relates to a method of estimating an image link line using downscaling and a cost function in an image matching process for generating a panoramic image or the like.

파노라마 이미지들은 더 넓은 시야로 현실감있는 이미지를 제공하기 위하여 CCTVB, 액션 카메라 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 일반적으로 광각 렌즈를 장착한 카메라들이 파노라마 이미지를 캡쳐하기 위하여 사용되며, 동일 또는 다른 카메라들로 캡쳐된 이미지들은 소프트웨어 등을 통하여 스티칭(stitching)됨으로써 파노라마 이미지를 생성한다. Panoramic images are applied in various fields such as CCTVB and action camera to provide realistic images with a wider view. In general, cameras equipped with a wide-angle lens are used for capturing panoramic images, and images captured by the same or different cameras are stitched through software or the like to generate panoramic images.

이미지 스티칭을 위하여, 이미지들 간의 특징점을 검출하고 매칭하여 초점거리, 호모그래피(homography) 행렬 등을 계산하는 이미지 레지스트레이션(registration)과, 이에 기초하여 하나의 이미지로 정합하기 위해 기준 좌표계로 표현된 이미지를 산출하는 이미지 워핑(Warping)을 수행한다. 이미지 워핑 후에는 이미지들에서 노출 차이를 가능한한 없애고 연결선과 고스트(ghost) 효과 등을 제거하여 스티칭 흔적을 제거하기 위한 이미지 블렌딩(blending)을 수행한다. For image stitching, an image registration that detects and matches feature points between images to calculate a focal length, a homography matrix, and the like, and an image represented by a reference coordinate system And performs image warping. After image warping, image blending is performed to remove the stitching traces by eliminating exposure differences in the images as much as possible and removing connection lines and ghost effects.

이와 같이 이미지 스티칭을 통해 생성되는 파노라마 이미지는 다양한 파라미터 설정에 따라 화질에 큰 차이를 보이며, 완벽한 파노라마 이미지를 제공하기 위하여 다양한 노력들이 전개되고 있다. 즉, 이미지 레지스트레이션, 이미지 워핑, 이미지 블렌딩 등에 대한 새로운 방법들이 나타나고 있으며, 이미지 블렌딩에서의 연결선 검출이나 연산 속도/정확도를 개선하려는 노력들이 이루어지고 있다.The panoramic image generated through the image stitching has a large difference in image quality according to various parameter settings, and various efforts are being made to provide a perfect panoramic image. That is, new methods for image registration, image warping, image blending and the like are emerging, and efforts are being made to improve connection line detection and computation speed / accuracy in image blending.

그러나, 현실적으로 파노라마 이미지에서 이미지 스티칭 결과가 만족스럽지 못한 경우가 많으므로 스티칭 대상 이미지들의 정확한 연결선을 검출하여 스티칭 흔적이 남지 않도록 하기 위한 새로운 방법이 필요한 실정이다.However, in reality, image stitching results are often unsatisfactory in a panoramic image. Therefore, a new method for detecting an accurate connecting line of images to be stitched so as not to leave a stitching trace is needed.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 스티칭 대상 2 이미지들의 중첩영역에서 이미지들이 정합되기 위한 연결선을 찾기 위하여, 먼저 중첩영역이 포함된 이미지들을 다운 샘플링하여 크기를 줄인 이미지들로부터 대략적인 연결선을 검출함으로써 계산부하와 연산시간을 줄일 수 있고, 대략적인 연결선으로부터 실제 연결선을 찾기 위하여, 다시 이미지들을 업샘플링하여 이미지 크기가 복원된 이미지들에서 대략적인 연결선이 보간법으로 보간된 연결선을 중심으로 수직방향으로 소정의 좌우 픽셀들(예, K개) 영역으로 한정한 영역에서 픽셀 데이터의 변화도(gradient)를 나타내는 비용함수 E( i,j )를 이용해 축적(accumulated) 비용 매트릭스의 계산에 기초하여 정확한 실제 연결선을 검출할 수 있는 이미지 연결선 추정방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for downsampling images including overlapping regions, In order to find the actual connecting line from the approximate connecting line, it is necessary to upsample the images again to detect an approximate connecting line in the restored images by detecting the approximate connecting line from the reduced size images, ( I, j ) representing the gradient of pixel data in an area limited to predetermined right and left pixels (for example, K) in the vertical direction around the connecting line interpolated by the interpolation method, an image capable of detecting an accurate physical connection line based on the calculation of the accumulated cost matrix And a method of estimating a connection line.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 이미지 연결선 추정방법은, 스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 대략적인 연결선을 검출하는 단계; 다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 대략적인 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 단계; 및 상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating an image line according to one aspect of the present invention, including the steps of: detecting an approximate line of an image obtained by downsampling two images to be stitched; Setting a limited area around the approximate connection line of the overlapping area in the images upsampled from the downsampled two images; And estimating a final connecting line of the two images to be stitched, using the cost based on the corresponding pixel data of the images and the cost-based connecting line direction information in the limited area.

상기 추정하는 단계에서, 상기 비용 ei은 하기의 수학식들에 의해 산출되고,In the estimating step, the cost e i is calculated by the following equations,

Figure 112016124925295-pat00001
,
Figure 112016124925295-pat00002
,
Figure 112016124925295-pat00003
Figure 112016124925295-pat00001
,
Figure 112016124925295-pat00002
,
Figure 112016124925295-pat00003

여기서,

Figure 112016124925295-pat00004
,
Figure 112016124925295-pat00005
는 대응되는 픽셀 데이터들,
Figure 112016124925295-pat00006
,
Figure 112016124925295-pat00007
는 대응되는 각 픽셀 데이터의 변화도(gradient)값이다.here,
Figure 112016124925295-pat00004
,
Figure 112016124925295-pat00005
Corresponding pixel data,
Figure 112016124925295-pat00006
,
Figure 112016124925295-pat00007
Is a gradient value of each corresponding pixel data.

상기 추정하는 단계에서, 상기 연결선 방향 정보는, 상기 비용으로부터 각 행의 축적 비용의 계산을 위해 선택된 위치로부터 각 픽셀 위치로의 방향으로서, 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀로부터 자신을 향하는 방향값들을 포함한다. In the estimating step, the connecting line direction information is a direction from the position selected to calculate the accumulation cost of each row to the position of each pixel, from three pixels adjacent to the upper row, Direction values.

상기 연결선 방향 정보는, 최상위 행의 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치에서 자신 위치의 방향값을 더 포함한다.The line direction information further includes a direction value of the own position at the corresponding pixel position having the minimum cost of the top row.

상기 추정하는 단계에서, 상기 한정된 영역의 비용값들을 이용하여 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치에서 역으로 상기 연결선 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 상기 최종 연결선으로 추정할 수 있다.Calculating the accumulated cost values of each row by using the cost values of the limited area and calculating a line connecting from the minimum accumulated cost value position of the lowest row to the highest row along the connection line direction information inversely It can be estimated as the final connecting line.

상기 비용값들의 변화도(gradient)를 계산하기 위한 비용함수 E( i,j )를 이용하여 상기 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 상기 비용함수 E( i,j )는 수학식The change in the cost value also possible to use a cost function E (i, j) to calculate the (gradient), and calculating the accumulated cost values of each of the rows, the cost function E (i, j) is formula

Figure 112016124925295-pat00008
Figure 112016124925295-pat00008

로 표현되고, 각 픽셀 위치 (i,j)에서의 비용값 e( i,j ), 및 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀에서의 비용값들을 파라미터로 이용한다.Expressed and, utilizes cost value at each pixel position (i, j) cost values e (i, j), and close to the adjacent three pixels of the upper line in the left and right of the pixel as a parameter to.

상기 한정된 영역의 상기 최상위 행에서는 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치 로부터 좌우로 순차로 축적 비용값들을 계산하고, 다음 행부터는 아직 계산되지 않은 위치의 축적 비용값을 반영하지 않고, 좌끝부터 우측 방향으로 계산한 축적 비용값들과 우끝부터 좌측 방향으로 계산한 축적 비용값들 중 작은값으로 이루어진 축적 비용값들을 선택한다.The accumulation cost values are sequentially calculated from the corresponding pixel position having the minimum cost in the uppermost row of the limited region and the accumulation cost values are calculated from the left end to the right direction without reflecting the accumulation cost value of the position yet to be calculated from the next row The accumulation cost values having a smaller value among the accumulation cost values and the accumulation cost values calculated from the right end to the left side are selected.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드로 구현된 기록 매체는, 스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 대략적인 연결선을 검출하는 기능; 다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 대략적인 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 기능; 및 상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 기능을 수행한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a recording medium embodied by computer readable code, the method comprising the steps of: detecting an approximate connecting line of images down-sampling two images to be stitched; Setting a limited area around the approximated connection line of the overlap area in the images upsampled from the downsampled two images; And estimating a final connection line of the two images to be stitched, using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost.

본 발명에 따른 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법에 따르면, 스티칭 대상 2 이미지들의 중첩영역에서 이미지들이 정합되기 위한 연결선을 찾기 위하여, 중첩영역이 포함된 이미지들을 다운 샘플링하여 크기를 줄인 이미지들로부터 대략적인 연결선을 검출함으로써 계산부하와 연산시간을 줄일 수 있다.According to the image scaling method using the downscaling and the cost function according to the present invention, in order to find a connecting line for matching images in the overlapping area of two images to be stitched, the image including the overlapping area is down- The calculation load and the calculation time can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법에 따르면, 위와 같은 대략적인 연결선으로부터 실제 연결선을 찾기 위하여, 다시 이미지들을 업샘플링하여 이미지 크기가 복원된 이미지들에서 대략적인 연결선이 보간법으로 보간된 연결선을 중심으로 수직방향으로 소정의 좌우 픽셀들(예, K개) 영역으로 한정한 영역에서 픽셀 데이터의 변화도(gradient)를 나타내는 비용함수 E( i,j )를 이용해 축적(accumulated) 비용 매트릭스를 계산한 후, 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치에서 역으로 매트릭스 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 연결선으로 검출하여, 이에 따라 이미지들을 스티칭하여 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결이 가능하게 할 수 있다.According to the image scaling method using the downscaling function and the cost function according to the present invention, in order to find an actual connection line from the above approximate connection line, ( I, j ) representing a gradient of pixel data in an area limited to predetermined left and right pixels (e.g., K) in the vertical direction around a connecting line interpolated by interpolation method accumulated cost matrices are calculated and then lines connected to the highest row along the matrix direction information are reversely detected at the minimum accumulation cost value position of the lowermost row by connecting lines so as to stitch the images to eliminate mismatching, So that a sophisticated connection can be made.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 연결선 추정방법 중 대략적인 연결선 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 연결선 추정방법 중 비용과 방향 정보를 이용한 실제 연결선 추정 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축적 비용 계산의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결선 방향 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명과 기존 방법의 연결선 추정 비교에 사용할 스티칭 대상 2 이미지들의 예이다.
도 6은 도 5의 (a) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다.
도 7은 도 5의 (b) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다.
도 8은 도 5의 (c) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다.
도 9는 도 5의 (d) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다.
도 10은 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭에 소요되는 처리 시간 성능을 비교한 그래프이다.
FIG. 1 is a diagram for explaining an approximate connection line estimation process among image connection line estimation methods according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an actual connection line estimation process using cost and direction information among image connection line estimation methods according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an example of the accumulation cost calculation according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining connection line direction information according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an example of two images to be stitched to be used in connection line estimation comparison between the present invention and an existing method.
FIG. 6 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (a).
FIG. 7 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (b).
FIG. 8 shows the result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (c).
FIG. 9 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (d).
10 is a graph comparing the processing time performance required for image stitching of the present invention and the conventional method.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and / or configurations are omitted. The following description will focus on the parts necessary for understanding the operation according to various embodiments, and a description of elements that may obscure the gist of the description will be omitted. Also, some of the elements of the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated. The size of each component does not entirely reflect the actual size, and therefore the contents described herein are not limited by the relative sizes or spacings of the components drawn in the respective drawings.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법은, 소정의 이미지 처리장치에서 구현될 수 있으며, 이미지 처리장치는 반도체 프로세서와 같은 하드웨어, 응용 프로그램과 같은 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 이미지 처리장치는 컴퓨팅 시스템일 수 있으며, 적어도 하나의 프로세서, 메모리, 사용자 인터페이스 입력 장치, 사용자 인터페이스 출력 장치, 스토리지, 및 네트워크 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리나 스토리지에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다.First, an image connection line estimation method using downscaling and a cost function according to an exemplary embodiment of the present invention can be implemented in a predetermined image processing apparatus. The image processing apparatus can be implemented by hardware such as a semiconductor processor, software such as an application program, Or a combination thereof. The image processing device may be a computing system and may include at least one processor, a memory, a user interface input device, a user interface output device, a storage, and a network interface. A processor may be a central processing unit (CPU) or a semiconductor device that performs processing on instructions stored in memory or storage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 연결선 추정방법 중 대략적인 연결선 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining an approximate connection line estimation process among image connection line estimation methods according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 스티칭 대상 2 이미지들을 정합하기 위한 본 발명의 이미지 연결선 추정방법에서는, 이미지 처리장치가 먼저, 스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 대략적인 연결선을 검출하고(도 1의 (a)), 다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 상기 대략적인 연결선이 보간된 해당 실제 연결선에 가까운 보간된 연결선 주변의 한정된 영역(예, 연결선 좌우 수직 방향으로 소정의 K 픽셀 범위)을 설정한다(도 1의 (b)). 본 발명의 이미지 처리장치는, 도 2에서 설명하는 바와 같이, 이와 같은 한정된 영역에서 상기 업샘플링한 이미지들 사이의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용(cost)과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 실제 연결선에 더 가까운 최종 연결선을 추정하게 된다.Referring to FIG. 1, in the image connecting line estimation method of the present invention for matching two images to be stitched, an image processing apparatus first detects approximate connecting lines of images down-sampled from two images to be stitched sampled images of the two downsampled images, a predetermined area around the interpolated connection line near the interpolated actual connection line in which the approximate connection line of the overlap area is interpolated (e.g., a predetermined K Pixel range) (Fig. 1 (b)). 2, the image processing apparatus of the present invention uses the cost based on the corresponding pixel data between the upsampled images in such a limited area and the link line direction information based on the cost And estimates a final connection line closer to the actual connection line of the two images to be stitched.

도 1의 (a)와 같이, 중첩영역이 포함된 스티칭 대상 2 이미지들을 1/2, 1/3, 1/4,.. 배 등으로 다운 샘플링하여 이미지 크기를 줄여 대략적인 연결선을 검출함으로써 계산부하와 연산시간을 줄일 수 있다. 픽셀 데이터(계조값이나 계조값의 변화도 등)를 이용하여 다운 샘플링한 이미지들의 대략적인 연결선을 검출할 수 있으며, 역으로 도 1의 (b)와 같이, 다운 샘플링된 2 이미지들을 2, 3, 4,.. 배 등으로 업샘플링하여 이미지 크기를 복원하고 크기가 복원된 이미지에서 상기 대략적인 연결선에 대해 소정의 보간법으로 생략되었던 픽셀 데이터(missing parts)를 복원해 채워 줌으로써 실제 연결선에 가까운 보간된 연결선을 추정할 수 있다. As shown in FIG. 1 (a), the two images to be stitched including the overlap area are down-sampled by 1/2, 1/3, 1/4,... The load and the computation time can be reduced. It is possible to detect an approximate connecting line of downsampled images by using pixel data (gradation value, gradation value change, etc.), and conversely, as shown in (b) of FIG. 1, , 4, ..., and so on to restore the image size, and restoring and filling in the missing parts of the approximate connection line in the reconstructed image by a predetermined interpolation method, thereby performing interpolation close to the actual connection line Can be estimated.

본 발명의 이미지 처리장치는, 이와 같이 실제 연결선에 가까운 보간된 연결선 주변의 한정된 영역(예, 연결선 좌우 수직 방향으로 소정의 K 픽셀 범위)을 설정하여, 그 영역 내에서 도 2와 같이 실제 연결선에 더 가까운 최종 연결선을 추정하게 된다. 이에 따라 이미지들을 스티칭하여 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결이 가능하게 할 수 있다. 여기서, K는 4, 5,..등 소정의 자연수로 설정될 수 있다. 도 3에서는 K=5인 것으로 예를 들어 설명하였다. The image processing apparatus of the present invention sets the limited area around the interpolated connection line close to the actual connection line (for example, a predetermined K pixel range in the vertical direction of the connection line) in this way, The closer the final connection line is estimated. Thus, images can be stitched to eliminate mismatches and enable sophisticated connections so that no stitching marks are left. Here, K can be set to a predetermined natural number such as 4, 5, .... In Fig. 3, K = 5 is exemplified.

이하, 도 2의 흐름도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 연결선 추정 과정을 좀 더 자세히 설명한다.Hereinafter, an actual connection line estimation process according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 연결선 추정방법 중 비용과 방향 정보를 이용한 실제 연결선 추정 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an actual connection line estimation process using cost and direction information among image connection line estimation methods according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 이미지 처리장치는, 위와 같은 한정된 영역(예, 연결선 좌우 수직 방향으로 소정의 K 픽셀 범위)에서 상기 업샘플링한 이미지들 사이의 대응되는 픽셀 데이터들(

Figure 112016124925295-pat00009
,
Figure 112016124925295-pat00010
)에 기초한 비용(cost)(ei)과 비용(ei)에 기초한 연결선 방향 정보(Mdir)를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 실제 연결선에 더 가까운 최종 연결선을 추정한다.The image processing apparatus of the present invention is capable of processing the corresponding pixel data (e.g., pixel data) between the upsampled images in the limited area (for example, a predetermined K pixel range in the vertical direction of the connecting line)
Figure 112016124925295-pat00009
,
Figure 112016124925295-pat00010
The final connecting line closer to the actual connecting line of the two images to be stitched is estimated by using the connecting line direction information M dir based on the cost e i and the cost e i based on the cost e i .

도 2를 참조하면, 먼저, 본 발명의 이미지 처리장치는, 도 1과 같이 업샘플링에 의해 이미지 크기가 복원되고 계조값 등 픽셀 데이터가 산출된 이미지들에서, 보간된 연결선 주변의 한정된 영역(예, K 픽셀 범위)을 포함하는 중첩영역의 픽셀 데이터들을 이용하여(S110), 2 이미지들 사이의 대응되는 픽셀 데이터들(

Figure 112016124925295-pat00011
,
Figure 112016124925295-pat00012
)을 기초로 비용(cost) ei을 계산한다(S120). 본 발명의 이미지 처리장치는, [수학식1], [수학식2], [수학식3]을 이용하여 스티칭 대상 2 이미지들의 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 비용(ei)을 산출하여 도 3의 (a)와 같이 스티칭 대상 2 이미지들에 대한 비용 매트릭스(Mcost)를 생성할 수 있다.
Figure 112016124925295-pat00013
,
Figure 112016124925295-pat00014
는 2 이미지들 사이의 대응되는 각 픽셀 데이터의 변화도(gradient)값이다. Referring to FIG. 2, first, the image processing apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1, restores an image size by upsampling and, in the images in which pixel data such as tone values are calculated, , K pixel range) (S110), and the corresponding pixel data between two images (
Figure 112016124925295-pat00011
,
Figure 112016124925295-pat00012
) Cost (cost based on a) Calculate e i (S120). The image processing apparatus of the present invention calculates the cost (e i ) for each pixel position (i, j) of two images to be stitched by using [Equation 1], [Equation 2], and [Equation 3] The cost matrix M cost for the two images to be stitched can be generated as shown in FIG. 3 (a).
Figure 112016124925295-pat00013
,
Figure 112016124925295-pat00014
Is a gradient value of each corresponding pixel data between two images.

[수학식1][Equation 1]

Figure 112016124925295-pat00015
Figure 112016124925295-pat00015

[수학식2]&Quot; (2) "

Figure 112016124925295-pat00016
Figure 112016124925295-pat00016

[수학식3]&Quot; (3) "

Figure 112016124925295-pat00017
Figure 112016124925295-pat00017

여기서, 비용(ei)은 다른 표현으로 에너지(energy)일 수 있으며, 스티칭 대상 2 이미지들의 각 픽셀 위치에 대응되어 할당된 중요도값에 해당한다. 각 위치의 비용(ei)은 픽셀 데이터의 변화도(gradient)값 또는 강도/세기/계조값(intensity)에 비례하는 값일 수 있다. Here, the cost e i may be energy in another expression and corresponds to the importance value assigned corresponding to each pixel position of the two images to be stitched. The cost e i of each position may be a value proportional to the gradient value or the intensity / intensity / tone intensity of the pixel data.

본 발명의 이미지 처리장치는, 스티칭 대상 2 이미지들의 각 픽셀 위치에 대응된 위와 같은 비용 매트릭스(Mcost)를 생성한 후, [수학식4]와 같은 비용함수 E( i,j )를 이용하여 비용 매트릭스의 각 행의 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 축적 비용값들을 계산하여 축적(accumulated) 비용 매트릭스(Ma_cost)를 생성하고(도 3의 (b), (c), (d) 참조), 이와 함께 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)를 생성한다(S130). The image processing apparatus of the present invention generates the above cost matrix M cost corresponding to each pixel position of two images to be stitched and then uses the cost function E ( i, j ) as in Equation (4 ) of calculating the accumulated cost value for each pixel position (i, j) of each row of the cost matrix generate accumulation (accumulated) cost matrix (M a_cost) (Fig. 3 (b), (c) , (d) , And a connection line direction information matrix M dir for each pixel position (i, j) is generated (S 130).

[수학식4]&Quot; (4) "

Figure 112016124925295-pat00018
Figure 112016124925295-pat00018

연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)는, 비용 매트릭스의 각 행의 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 축적 비용의 계산을 위해 선택된 위치([수학식4]와 같이 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀 중 축적 비용이 가장 작은(min) 픽셀 위치)로부터 각 픽셀 위치 (i,j)로의 방향 정보들을 포함한다. 예를 들어, 도 4의 (a)와 같이, 각 픽셀 위치 (i,j)에서, 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀로부터 자신을 향하는 방향값들(예, 1,2,3,4,6) 중 하나가 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 방향 정보일 수 있다. 이외에도, 도 4의 (b)의 최상위 행의 '5'와 같이, 각 픽셀 위치 (i,j)에 대한 방향 정보에는 자신 위치에 대한 방향값(예, 5)가 포함될 수 있다. 이는 도 3의 (b)의 최상위 행의 비용값 2의 위치가 최소 비용을 갖는 위치이고, 이 위치로부터 축적 비용을 산출하기 시작하므로, 해당 픽셀 위치에 대하여 자신 위치에 대한 방향값(예, 5)을 나타내기 위하여 사용된다. The connecting line direction information matrix M dir is calculated by multiplying the three pixels of the adjacent upper row as shown in [Equation 4] with the positions of the selected pixels for the calculation of the accumulation cost for each pixel position (i, j) (Min) pixel positions among the adjacent left and right pixels at the lowest accumulation cost) to each pixel position (i, j). For example, in each pixel position (i, j), directional values (e.g., 1, 2, 3, 4, 4, 6) may be direction information for each pixel position (i, j). In addition, the direction information for each pixel position (i, j) may include a direction value (e.g., 5) for its own position, such as '5' in the top row of FIG. This is because the position of the cost value 2 of the top row of FIG. 3 (b) has the minimum cost and starts to calculate the accumulation cost from this position, so that a direction value ). ≪ / RTI >

한편, [수학식4]에서, 비용함수 E( i,j )는 도 3과 같은 비용 매트릭스(Mcost)에 대해 각 픽셀 위치에서 비용값들의 변화도(gradient)를 계산하기 위한 함수로서, 각 픽셀 위치 (i,j)에서 비용값 e( i,j ) 및 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀에서의 비용값들을 파라미터로 이용한다. 즉, 비용값 e( i,j )에 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀 중 축적 비용이 가장 작은 해당 축적 비용값을 합산하는 방식으로 축적 비용 E( i,j )을 산출한다.In Equation (4), the cost function E ( i, j ) is a function for calculating a gradient of cost values at each pixel position with respect to the cost matrix M cost as shown in FIG. 3, uses the cost value of the pixel position (i, j) cost values e (i, j) and the left and right adjacent to the three pixels of adjacent upper row in the pixel as a parameter. That is, the accumulation cost E ( i, j ) is calculated by summing three accumulation cost values having the smallest accumulation cost among the three pixels of the upper row adjacent to the cost value e ( i, j ) and the adjacent left and right pixels.

예를 들어, 도 3의 (a)의 비용 매트릭스(Mcost)를 이용하여, 첫번째 행부터 각 행에 대하여 비용함수 E( i,j )를 이용한 전체 행들의 축적 비용값들을 계산하여 축적비용 매트릭스(Ma_cost)를 생성할 수 있다. 먼저, 도 3의 (b)와 같이, 첫번째 최상위 행에서는, 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치(비용값 2의 위치)로부터 좌우로 순차로 축적 비용값들을 계산한다. 좌우로 주변 비용값들, 즉, 비용값 e( i,j )에 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀에서의 비용값들 중 최소값을 더해 나가되, 최상위 행에서는, 상위 행이 없으므로 해당 위치에서 상위 행의 3 개의 픽셀에 대한 비용값은 반영하지 않는다. 도면에서 각 화살표는 연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)를 구성하는 각각의 방향 정보이다. For example, using the cost matrix (M cost ) of FIG. 3A, the accumulation cost values of all rows using the cost function E ( i, j ) are calculated for each row from the first row , ( Ma_cost ) can be generated. First, as shown in FIG. 3 (b), in the first highest row, accumulation cost values are calculated sequentially from the corresponding pixel position having the minimum cost (position of cost value 2) to the left and right. ( I, j ) adjacent to the cost value e ( i, j ) , and the minimum value among the cost values in the adjacent left and right pixels are added to the right side and the left side, The cost value for the three pixels of the upper row is not reflected. In the figure, each arrow indicates each direction information constituting a connection line direction information matrix (M dir ).

다음 행부터는 도 3의 (c), (d)와 같이, 아직 계산되지 않은 위치의 축적 비용값을 반영하지 않으면서, 좌끝부터 우측 방향으로 계산한 축적 비용값들과 우끝부터 좌측 방향으로 계산한 축적 비용값들을 각각 계산한다. 도 3의 (c), (d)에서, 가장 좌측 매트릭스는 좌끝부터 우측 방향으로 계산한 축적 비용값들의 계산 방식을 나타내고, 중앙의 매트릭스는 우끝부터 좌측 방향으로 계산한 축적 비용값들의 계산 방식을 나타낸다. 이와 같이 양방향 끝에서 각각 축적 비용값들을 계산한 후, 그 중 작은값으로 이루어진 축적 비용값들을 선택하면, 도 3의 (c), (d)에서, 가장 우측의 매트릭스와 같이 선택된다. 도면에서 각 화살표는 연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)를 구성하는 각각의 방향 정보이다. From the next row, as shown in (c) and (d) of FIG. 3, the accumulated cost values calculated from the left end to the right direction and the accumulated cost values calculated from the right end to the left end And accumulation cost values, respectively. In FIG. 3, (c) and (d), the leftmost matrix represents the calculation method of the storage cost values calculated from the left end to the right direction, and the center matrix represents the calculation method of the storage cost values calculated from the right end to the left end . When the accumulation cost values are calculated at the bidirectional ends and the accumulation cost values are selected from among the accumulation cost values at the two ends, the selection is made as shown in the rightmost matrix in FIGS. 3C and 3D. In the figure, each arrow indicates each direction information constituting a connection line direction information matrix (M dir ).

이와 같은 방법으로 각 행의 축적 비용값들을 계산하여 축적비용 매트릭스(Ma_cost)와 연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)를 생성한 후, 본 발명의 이미지 처리장치는, 축적비용 매트릭스(Ma_cost)의 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치를 최종 연결선 시작 위치(도 4의 (b)의 3행 4열 위치에 해당)로 결정한다(S140).A In this same way to calculate the accumulated cost value for each row generates the accumulated cost matrix (M a_cost) and the connecting line direction information matrix (M dir) Then, the image processing apparatus of the present invention, the accumulated cost matrix (M a_cost) The minimum storage cost value position of the lowest row is determined as the final connection line start position (corresponding to the third row and fourth column position in FIG. 4B) (S140).

본 발명의 이미지 처리장치는, 이와 같은 최소 축적 비용값 위치를 최종 연결선 시작 위치로부터, 연결선 방향 정보 매트릭스(Mdir)에 따라 역으로 연결선 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 상기 최종 연결선으로 추정하게 된다(S150).The image processing apparatus of the present invention is characterized in that a line connecting the minimum accumulated cost value position from the final connection line start position to the most significant row along the connection line direction information according to the connection line direction information matrix (M dir ) (S150).

도 5는 본 발명과 기존 방법의 연결선 추정 비교에 사용할 스티칭 대상 2 이미지들의 예이다.FIG. 5 is an example of two images to be stitched to be used in connection line estimation comparison between the present invention and an existing method.

도 6은 도 5의 (a) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다. 도 6과 같이, 다이내믹 프로그래밍(dynamic programming), 그래프 컷(graph cut), 보로노이(Voronoi)와 같은 기존 방법들에서는 천정의 등 지지대와 의자의 다리 등이 서로 연결되지 않는 미스매칭이 보이지만, 본 발명의 이미지 연결선 추정방법에 따른 결과 (d)에서는 이와 같은 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결로 이미지들을 스티칭할 수 있음을 확인하였다. FIG. 6 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (a). As shown in FIG. 6, in conventional methods such as dynamic programming, graph cut, and Voronoi, there is a mismatch in which the back support of the ceiling and the legs of the chair are not connected to each other, In the result (d) according to the image connecting line estimation method of the present invention, it is confirmed that such a mismatching can be eliminated and the images can be stitched with a sophisticated connection so that no stitching trace remains.

도 7은 도 5의 (b) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다. 도 7과 같이, 다이내믹 프로그래밍(dynamic programming), 그래프 컷(graph cut), 보로노이(Voronoi)와 같은 기존 방법들에서는 기둥쪽 직사각형 모양의 연결에 미스매칭이 보이지만, 본 발명의 이미지 연결선 추정방법에 따른 결과 (d)에서는 이와 같은 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결로 이미지들을 스티칭할 수 있음을 확인하였다. FIG. 7 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (b). As shown in FIG. 7, existing methods such as dynamic programming, graph cut, and Voronoi show a mismatch in the connection of the rectangular shape on the column side, but in the image connection line estimation method of the present invention In the result (d), it is confirmed that such a mismatching can be eliminated and the images can be stitched with a sophisticated connection so that no stitching marks are left.

도 8은 도 5의 (c) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다. 도 8과 같이, 다이내믹 프로그래밍(dynamic programming), 그래프 컷(graph cut), 보로노이(Voronoi)와 같은 기존 방법들에서는 상부의 유리창쪽과 하부의 조경용 지지대 등의 연결에 미스매칭이 보이지만, 본 발명의 이미지 연결선 추정방법에 따른 결과 (d)에서는 이와 같은 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결로 이미지들을 스티칭할 수 있음을 확인하였다. FIG. 8 shows the result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (c). As shown in Fig. 8, in the conventional methods such as dynamic programming, graph cut, and Voronoi, there is a mismatch in the connection between the upper window side and the lower side support for the landscape, In (d), we confirmed that we can stitch images with sophisticated connections so that no such mismatching and stitching marks remain.

도 9는 도 5의 (d) 이미지 세트에 대하여 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭 처리 비교 결과이다. 도 9와 같이, 이미지들에 촘촘한 세로선들의 존재하는 특성상 다이내믹 프로그래밍(dynamic programming), 그래프 컷(graph cut), 보로노이(Voronoi)와 같은 기존 방법들과 본 발명의 이미지 연결선 추정방법에 따른 결과 (d)에서 모두 유사하게 이미지들이 스티칭되어 별다른 미스매칭을 구분하기는 어려웠다.FIG. 9 is a result of comparing the image stitching process of the present invention and the conventional method with respect to the image set of FIG. 5 (d). As shown in FIG. 9, due to the existence of fine vertical lines in the images, the existing methods such as dynamic programming, graph cut, Voronoi, and the result according to the image link line estimation method of the present invention d), it was difficult to distinguish between different mismatches.

도 10은 본 발명과 기존 방법의 이미지 스티칭에 소요되는 처리 시간 성능을 비교한 그래프이다. 10 is a graph comparing the processing time performance required for image stitching of the present invention and the conventional method.

도 10과 같이, 이미지 프레임이 경과함에 따라 스티칭 대상 이미지들의 콘텐츠가 달라지므로 처리 시간이 조금씩 달라짐을 알 수 있다. 다만, 보로노이(Voronoi) 방식(151)과 다이내믹 프로그래밍(dynamic programming)(152)이 빠르게 나타나며, 그래프 컷(graph cut) 방식(154)이 가장 느리다. 본 발명의 방식(153)은 그래프 컷(graph cut) 방식(154) 보다는 빠르고, 스티칭을 위한 가우샨(Gaussian) 필터링, 엔트로피 계산 등을 위해 다른 방식들 보다는 느리게 되었지만, 파노라마 영상의 획득 품질은 다른 방식들 보다 우수하였다. 여기서, 위와 같은 실험을 위하여 소정의 PC(Personal Computer)가 사용되었고, 그 자세한 사양은 언급하지 않았지만, 위와 같은 상대적인 비교가 가능하다. As shown in FIG. 10, since the content of the images to be stitched varies with the elapse of the image frame, the processing time is slightly changed. However, the Voronoi method 151 and the dynamic programming 152 appear quickly, and the graph cut method 154 is the slowest. The method 153 of the present invention is faster than the graph cut method 154 and slower than other methods for Gaussian filtering and entropy calculation for stitching but the acquisition quality of the panoramic image is different . Here, a predetermined personal computer (PC) is used for the above-mentioned experiment, and the detailed specification is not mentioned, but the relative comparison as described above is possible.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법은, 스티칭 대상 2 이미지들의 중첩영역에서 이미지들이 정합되기 위한 연결선을 찾기 위하여, 중첩영역이 포함된 이미지들을 다운 샘플링하여 크기를 줄인 이미지들로부터 대략적인 연결선을 검출함으로써 계산부하와 연산시간을 줄일 수 있다. 또한, 위와 같은 대략적인 연결선으로부터 실제 연결선을 찾기 위하여, 다시 이미지들을 업샘플링하여 이미지 크기가 복원된 이미지들에서 대략적인 연결선이 보간법으로 보간된 연결선을 중심으로 수직방향으로 소정의 좌우 픽셀들(예, K개) 영역으로 한정한 영역에서 픽셀 데이터의 변화도(gradient)를 나타내는 비용함수 E( i,j )를 이용해 축적(accumulated) 비용 매트릭스를 계산한 후, 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치에서 역으로 매트릭스 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 연결선으로 검출하여, 이에 따라 이미지들을 스티칭하여 미스매칭을 없애고 스티칭 흔적이 남지 않도록 정교한 연결이 가능하게 할 수 있다.As described above, the image linking line estimation method using the downscaling and the cost function according to the present invention includes downsampling the images including the overlapping area to search for a connection line for matching images in the overlapping area of two images to be stitched It is possible to reduce computation load and computation time by detecting approximate connecting lines from reduced size images. In order to find the actual connecting line from the above approximate connecting line, the approximate connecting line in the images whose image size is restored by upsampling the images again is divided into predetermined left and right pixels ( I, j ) representing the gradient of the pixel data in an area limited to the area of the lowest accumulation cost value of the lowest row, and then calculates the accumulated cost matrix using the cost function E Conversely, a line connected to the uppermost row along the matrix direction information is detected as a connection line, thereby stitching the images, thereby eliminating mismatching and enabling a sophisticated connection so that no stitching trace is left.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 다운 스케일링과 비용함수를 이용한 이미지 연결선 추정방법을 수행하기 위한 기능은 컴퓨터 등 장치로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하며, 이와 같은 기록 매체와 컴퓨터 등 장치의 결합으로 기능 수행에 필요한 데이터나 정보를 입력하거나 출력하고 디스플레이하도록 구현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치, 하드 디스크, 이동형 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크(예, 인터넷, 이동통신 네트워크 등)로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장된 형태가 가능하며 네트워크를 통해 실행될 수도 있다.The function for performing the image link estimation method using the downscaling and the cost function according to an embodiment of the present invention as described above can be implemented as a computer readable code on a recording medium readable by an apparatus such as a computer And may be realized by a combination of such a recording medium and a computer or the like to input or output data and information necessary for performing a function. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, a hard disk, a removable storage device, And the like. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed in a computer system connected to a network (e.g., the Internet, a mobile communication network, or the like) and may store computer readable codes in a distributed manner and may be executed through a network.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the essential characteristics of the invention. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all technical ideas which are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention are included in the scope of the present invention .

Claims (14)

삭제delete 스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 단계;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 단계; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 단계를 포함하고,
상기 추정하는 단계에서,
상기 비용 ei은 하기의 수학식들에 의해 산출되고,
Figure 112017090041062-pat00019
,
Figure 112017090041062-pat00020
,
Figure 112017090041062-pat00021

여기서,
Figure 112017090041062-pat00022
,
Figure 112017090041062-pat00023
는 대응되는 픽셀 데이터들,
Figure 112017090041062-pat00024
,
Figure 112017090041062-pat00025
는 대응되는 각 픽셀 데이터의 변화도(gradient)값인 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
Detecting connection lines of images down-sampled from two images to be stitched;
Setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled from the downsampled two images; And
Estimating a final connection line of the two images to be stitched using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating step,
The cost e i is calculated by the following equations,
Figure 112017090041062-pat00019
,
Figure 112017090041062-pat00020
,
Figure 112017090041062-pat00021

here,
Figure 112017090041062-pat00022
,
Figure 112017090041062-pat00023
Corresponding pixel data,
Figure 112017090041062-pat00024
,
Figure 112017090041062-pat00025
Is a gradient value of each corresponding pixel data.
스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 단계;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 단계; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 단계를 포함하고,
상기 추정하는 단계에서,
상기 연결선 방향 정보는, 상기 비용으로부터 각 행의 축적 비용의 계산을 위해 선택된 위치로부터 각 픽셀 위치로의 방향으로서, 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀로부터 자신을 향하는 방향값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
Detecting connection lines of images down-sampled from two images to be stitched;
Setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled from the downsampled two images; And
Estimating a final connection line of the two images to be stitched using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating step,
The line direction information includes directional values from the three pixels of the adjacent upper row and the neighboring left and right pixels toward itself, as a direction from the position selected to calculate the accumulation cost of each row from the cost to each pixel position A method for estimating an image link line.
제3항에 있어서,
상기 연결선 방향 정보는, 최상위 행의 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치에서 자신 위치의 방향값을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
The method of claim 3,
Wherein the connecting line direction information further includes a direction value of the own position at a corresponding pixel position having a minimum cost of the top row.
스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 단계;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 단계; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 단계를 포함하고,
상기 추정하는 단계에서,
상기 한정된 영역의 비용값들을 이용하여 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치에서 역으로 상기 연결선 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 상기 최종 연결선으로 추정하는 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
Detecting connection lines of images down-sampled from two images to be stitched;
Setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled from the downsampled two images; And
Estimating a final connection line of the two images to be stitched using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating step,
Calculating the accumulated cost values of each row using the cost values of the limited area and estimating a line connected from the minimum accumulated cost value position of the lowest row to the highest row along the connected line direction information as the final connected line The method comprising:
제5항에 있어서,
상기 비용값들의 변화도(gradient)를 계산하기 위한 비용함수 E( i,j )를 이용하여 상기 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 상기 비용함수 E( i,j )는 수학식
Figure 112016124925295-pat00026

로 표현되고, 각 픽셀 위치 (i,j)에서의 비용값 e( i,j ), 및 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀에서의 비용값들을 파라미터로 이용하는 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
6. The method of claim 5,
The change in the cost value also possible to use a cost function E (i, j) to calculate the (gradient), and calculating the accumulated cost values of each of the rows, the cost function E (i, j) is formula
Figure 112016124925295-pat00026

It is represented by the estimated image connecting line, characterized in that using the cost value at each pixel position (i, j) cost values e (i, j), and the adjacent close to the three pixels in the top row left and right of the pixel by the parameter Way.
제5항에 있어서,
상기 한정된 영역의 상기 최상위 행에서는 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치 로부터 좌우로 순차로 축적 비용값들을 계산하고,
다음 행부터는 아직 계산되지 않은 위치의 축적 비용값을 반영하지 않고, 좌끝부터 우측 방향으로 계산한 축적 비용값들과 우끝부터 좌측 방향으로 계산한 축적 비용값들 중 작은값으로 이루어진 축적 비용값들을 선택하는 것을 특징으로 하는 이미지 연결선 추정방법.
6. The method of claim 5,
Calculating accumulation cost values sequentially from the pixel position having a minimum cost to the left and right in the uppermost row of the limited region,
The accumulation cost values calculated from the left end to the right direction and the accumulation cost values calculated from the right end to the left end are selected from the next row without reflecting the accumulation cost value of the position not yet calculated The method comprising the steps of:
삭제delete 스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 기능;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 기능; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 기능을 포함하고,
상기 추정하는 기능에서,
상기 비용 ei은 하기의 수학식들에 의해 산출되고,
Figure 112017090041062-pat00027
,
Figure 112017090041062-pat00028
,
Figure 112017090041062-pat00029

여기서,
Figure 112017090041062-pat00030
,
Figure 112017090041062-pat00031
는 대응되는 픽셀 데이터들,
Figure 112017090041062-pat00032
,
Figure 112017090041062-pat00033
는 대응되는 각 픽셀 데이터의 변화도(gradient)값인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
A function of detecting a connection line of images obtained by downsampling two images to be stitched;
A function of setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled of the downsampled two images; And
And estimating a final connection line of the two images to be stitched, using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating function,
The cost e i is calculated by the following equations,
Figure 112017090041062-pat00027
,
Figure 112017090041062-pat00028
,
Figure 112017090041062-pat00029

here,
Figure 112017090041062-pat00030
,
Figure 112017090041062-pat00031
Corresponding pixel data,
Figure 112017090041062-pat00032
,
Figure 112017090041062-pat00033
Is a gradient value of each corresponding pixel data.
스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 기능;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 기능; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 기능을 포함하고,
상기 추정하는 기능에서,
상기 연결선 방향 정보는, 상기 비용으로부터 각 행의 축적 비용의 계산을 위해 선택된 위치로부터 각 픽셀 위치로의 방향으로서, 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀로부터 자신을 향하는 방향값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
A function of detecting a connection line of images obtained by downsampling two images to be stitched;
A function of setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled of the downsampled two images; And
And estimating a final connection line of the two images to be stitched, using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating function,
The line direction information includes directional values from the three pixels of the adjacent upper row and the neighboring left and right pixels toward itself, as a direction from the position selected to calculate the accumulation cost of each row from the cost to each pixel position .
제10항에 있어서,
상기 연결선 방향 정보는, 최상위 행의 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치에서 자신 위치의 방향값을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
11. The method of claim 10,
Wherein the connecting line direction information further includes a direction value of the own position at the corresponding pixel position having the minimum cost of the top row.
스티칭 대상 2 이미지들을 다운 샘플링한 이미지들의 연결선을 검출하는 기능;
다운 샘플링된 상기 2 이미지들을 업샘플링한 이미지들에서 중첩영역의 보간된 상기 연결선 주변의 한정된 영역을 설정하는 기능; 및
상기 한정된 영역에서 상기 이미지들의 대응되는 픽셀 데이터들에 기초한 비용과 상기 비용에 기초한 연결선 방향 정보를 이용하여, 상기 스티칭 대상 2 이미지들의 최종 연결선을 추정하는 기능을 포함하고,
상기 추정하는 기능에서,
상기 한정된 영역의 비용값들을 이용하여 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 최하위 행의 최소 축적 비용값 위치에서 역으로 상기 연결선 방향 정보를 따라가 최상위 행까지 연결한 선을 상기 최종 연결선으로 추정하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
A function of detecting a connection line of images obtained by downsampling two images to be stitched;
A function of setting a limited area around the interpolated line of the overlapping area in the images upsampled of the downsampled two images; And
And estimating a final connection line of the two images to be stitched, using the cost based on the corresponding pixel data of the images in the limited area and the connection line direction information based on the cost,
In the estimating function,
Calculating the accumulated cost values of each row using the cost values of the limited area and estimating a line connected from the minimum accumulated cost value position of the lowest row to the highest row along the connected line direction information as the final connected line .
제12항에 있어서,
상기 비용값들의 변화도(gradient)를 계산하기 위한 비용함수 E( i,j )를 이용하여 상기 각 행의 축적 비용값들을 계산하고, 상기 비용함수 E( i,j )는 수학식
Figure 112016124925295-pat00034

로 표현되고, 각 픽셀 위치 (i,j)에서의 비용값 e( i,j ), 및 인접한 상위 행의 3 개의 픽셀과 인접 좌우 픽셀에서의 비용값들을 파라미터로 이용하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
13. The method of claim 12,
The change in the cost value also possible to use a cost function E (i, j) to calculate the (gradient), and calculating the accumulated cost values of each of the rows, the cost function E (i, j) is formula
Figure 112016124925295-pat00034

Is represented by, for each pixel position (i, j) cost values e (i, j), and an adjacent recording medium of the cost value in the adjacent left and right pixels, and three pixels in the top row characterized by using as a parameter in the.
제12항에 있어서,
상기 한정된 영역의 상기 최상위 행에서는 최소 비용을 갖는 해당 픽셀 위치 로부터 좌우로 순차로 축적 비용값들을 계산하고,
다음 행부터는 아직 계산되지 않은 위치의 축적 비용값을 반영하지 않고, 좌끝부터 우측 방향으로 계산한 축적 비용값들과 우끝부터 좌측 방향으로 계산한 축적 비용값들 중 작은값으로 이루어진 축적 비용값들을 선택하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
13. The method of claim 12,
Calculating accumulation cost values sequentially from the pixel position having a minimum cost to the left and right in the uppermost row of the limited region,
The accumulation cost values calculated from the left end to the right direction and the accumulation cost values calculated from the right end to the left end are selected from the next row without reflecting the accumulation cost value of the position not yet calculated And a recording medium.
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