KR100944245B1 - 저 조도 환경 하에서의 영상 노이즈 제거를 위한 필터장치및 방법 - Google Patents

저 조도 환경 하에서의 영상 노이즈 제거를 위한 필터장치및 방법 Download PDF

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Abstract

저 조도 환경 하에서의 영상 노이즈 제거를 위한 필터가 개시된다. 영상 노이즈 제거 필터는, 입력되는 영상으로부터 소정 시간차를 두고 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))를 선택하고, 선택된 제1 기준 배경 영상(R(t1)) 및 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기차를 나타내는 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 기준 차영상 산출부; 기준 배경 차영상(DR(t 2))으로부터 실험치에 의해 설정된 기준 차영상을 임계값(TR)으로 결정하는 임계값 결정부; 소정의 시간차를 두고 입력된 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 밝기차를 나타내는 현재 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 현재 입력 차영상 산출부; 및 임계값(TR)을 기준으로 현재 입력 차영상(DC(t2)을 필터링하는 필터부를 갖는다.
저 조도, 영상, 노이즈, 점 노이즈, 필터, 차영상, 히스토그램

Description

저 조도 환경 하에서의 영상 노이즈 제거를 위한 필터장치 및 방법{METHOD AND FILTER FOR REMOVING IMAGE NOISE}
도 1은 카메라에 의해 촬영된 영상에 점 노이즈가 포함된 상태를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 중간값 필터 기법을 설명하기 위해 도면,
도 3은 종래의 중간값 필터 기법에 따른 픽셀의 중간값 대체 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 영상 노이즈 제거 필터의 바람직한 실시예를 도시한 블록도,
도 5는 도 4의 임계값 결정부에서 산출한 기준 배경 차영상(DR(t2))의 히스토그램의 예를 나타낸 그래프,
도 6은 도 4에서 영상 노이즈를 제거하는 과정에 따라 표시되는 영상의 변화 과정을 도시한 도면, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 기준 차영상 산출부 120 : 임계값 결정부
140 : 입력 차영상 산출부 160 : 필터부
본 발명은 영상 노이즈 제거 필터 및 이를 이용한 영상 노이즈 제거방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈를 제거하기 위한 영상 노이즈 필터 및 이를 이용한 영상 노이즈 제거방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피사체에 충분한 광량이 조사되지 않는 야간에 카메라를 이용하여 촬영된 영상 데이터는 촬영된 피사체를 육안으로 식별하기 어려울 정도록 그 화질이 좋지 않다. 특히, 빛의 조사량이 낮은 저 조도 환경 하에서 촬영된 영상이 디스플레이되는 화면을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 피사체를 촬영하는 카메라의 수광 소자에서의 열노이즈 등으로 인해 화면 내에 임의의 위치에 발생하는 점 노이즈(speckle noise)가 많이 발생한다. 이러한 점 노이즈는 촬영된 영상이 입력되는 초기 단계에서 화질이 좋지 않은 열악한 영상데이터를 제공하므로, 영상처리기법의 성능을 저하시키는 중요한 문제점을 작용한다.
일반적으로, 점 노이즈를 제거하기 위해 소정의 문턱치를 설정하여 프래임의 영상에 대해 설정된 문턱치에 따라 통화 또는 차단을 하는 영상 필터링 기술이 이 용된다. 이러한 영상 필터링 기술의 대표적인 예가 비선형필터링으로 분류되는 중간값 필터(media filter)기법이다. 중간값 필터 기법은 각 화소의 명암도가, 상기 화소의 평균값 대신에 그 화소의 주변 점들 내에서 명암도의 중간값으로 대체된다. 이 기법은 화소가 특별히 잡음 형태가 강하고 길쭉한 선과 같은 요소들로 구성되어 있을 때 효과적이고, 표시되는 영상 중에서 모서리 선명화가 잘 보전되는 특징을 가지고 있다.
도 2는 중간값 필터 기법을 설명하기 위해 도면이다. 도시된 바에 따르면, 중간값 필터의 예로서 3×3 필터가 도시되어 있다. 중간값 필터 기법에서는 어느 한 점의 픽셀에서 그 픽셀을 중심으로 상기 픽셀을 포함하여 9개의 픽셀 값들이 후보집단이 된다.
9개의 픽셀 값들의 후보집합에서 중간 값(m)은 집합 내의 값들 중에서 절반은 중간 값(m)보다 작은 값이고 나머지 절반은 중간 값(m)보다 큰 값이 되는 값이다. 한 화소의 주변 점들 내에서 중간 값 필터처리를 수행하기 위해서는 먼저 화소 값들과 그 주변 점들을 정렬하고, 중간 값을 결정한 후 그 화소 값을 중간 값으로 결정한다. 예들 들어, 3×3 주변 점에서 그 중간 값은 5번째로 가장 큰 값이고, 5×5 주변 점에서 그 중간값은 13번째 가장 큰 값이다.
만약, 주변 점들 중 몇몇 값들이 똑같은 경우, 같은 값들은 하나로 무리지어 놓는다. 예를 들어, 3×3 주변 점들의 값이 도 2에 도시된 바와 같이 (10,20,20,20,15,20,20,25,100)이라고 가정하자. 이 값을 정렬하면, (10,15,20,20,20,20,20,25,100)이 되고 그 중간값은 20이 된다.
이러한 중간 값 필터 기법에서 중요한 기능은 특별한 밝기들을 가진 점들이 그 주변 점들과 좀더 같아지도록 하는 것으로, 실제로 그 필터 마스크의 영역 내에서 고립되어 나타나는 스파이크 같은 밝기를 제거하는 것이다.
영상처리를 위해 공간 마스크를 사용하는 것을 공간영역 필터처리(spatial filtering)라 한다. 이때, 상기 마스크 자체를 공간필터(spatial filter)라고 한다. 중간값 필터 기법은 크기(예를 들어, 3×3 또는, 5×5)가 주어진 마스크의 중앙이 입력영상 내의 위치 좌표 (x,y)에 있다면, 위치 좌표 (x,y)를 중심으로 자신을 포함한 9개의 픽셀 값들 중에서 중간값을 취하게 된다. 따라서, 중간값 필터는 필터마스크, 중간값을 구해주는 알고리즘으로 구성될 수 있다.
도 3은 중간값 필터 기법에 따른 픽셀의 중간값 대체 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 도 3의 a)에서 배경영상의 픽셀 *를 중심으로 마스크 영역 내에 있는 입력영상의 픽셀 값들이, 중간값 계산을 위한 대상 픽셀 집합이다. 도시된 도 3의 b)에 따르면, 픽셀 *가 결정된 중간값인 ▽로 대체된 것을 알 수 있다. 이러한 동작을 통해 마크스가 영상입력 전 영역을 걸쳐 이동하면서 입력영상 모든 값들이 결정된 중간값으로 대체된다.
그런데, 이와 같은 중간값 필터 기법은 상기와 같이 영상처리를 위해 공간 마스크를 사용한 공간필터를 이용하기 때문에, 마스크의 크기에 의존적이다. 또한, 종래의 중간값 필터 기법은 적절하고 효율적인 마스크의 크기를 결정하기 어렵다. 그리고, 종래의 중간값 필터 기법은 입력 영상의 전 영역에 걸쳐 마스크를 이동하면서 중간값을 각각 결정하기 때문에 많은 계산량이 요구되어 실제로 제품화하 는데 커다란 제약이 따르게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 저조도 환경 하의 영상의 화질 저하를 보상할 때 보다 효율적이고 간편하게 수행할 수 있는 영상 노이즈 제거 필터 및 이를 이용한 영상 노이즈 제거 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적은 본 발명에 따라, 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈를 제거하는 영상 노이즈 제거 필터에 있어서, 입력되는 영상으로부터 소정 시간 차를 두고 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))를 선택하고, 선택된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1)) 및 상기 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기 차를 나타내는 기준 배경 차영상(DR(t2))을 산출하는 기준 배경 차영상 산출부; 상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 실험치에 의해 설정된 기준 차영상을 임계값(TR)으로 결정하는 임계값 결정부; 소정의 시간 차를 두고 입력된 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타내는 현재 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 현재 입력 차영상 산출부; 및 상기 임계값(TR)을 기준으로 상기 현재 입력 차영상(DC(t2)을 필터링하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 기준 차영상 산출부는 아래 [수학식 1]에 의해 기준 배경 차영상(DR(t2))을 산출한다.
[수학식 1]
DR(t2) = |R(t2) - R(t1)|
R(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상
R(t2) : 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상
DR(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상 R(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상 R(t2)의 밝기 차 영상
또한, 상기 기준 배경 차영상 산출부는, 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 대해 설정된 소정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 산출된 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 기준 차영상(DR(t2))을 산출한다. 바람직하게는, 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이다. 이에 따 라, 상기 기준 차영상 산출부는 숫자로 설정된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 기준 차영상을 산출한다.
한편, 상기 임계값 결정부는 기준 차영상(DR(t2))으로부터 기준 차영상의 값이 같은 개수를 그래프로 나타낸 히스토그램을 산출하고, 히스토그램으로부터 필터부에서 필터링시 기준이 되는 임계값(TR)을 실험치에 따라 결정한다. 상기 임계값 결정부는 히스토그램에 나타난 기준 차영상(DR(t2)) 중에서 기준 차영상(DR(t 2))이 같은 개수가 최대인 기준 차영상(n) 보다 높은 임의의 기준 차영상을 임계값(TR)로 결정한다.
상기 입력 차영상 산출부는 아래 [수학식 2]에 의해 상기 현재 입력 차영상(Dc(t2))을 산출한다.
[수학식 2]
Dc(t2) = |C(t2) - C(t1)|
C(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 현재 입력 영상
C(t2) : 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 현재 입력 영상
DC(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 현재 입력 영상 C(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 현재 입력 영상 C(t2)의 밝기 차 영상
상기 현재 입력 차영상 산출부는, 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))에 대해 설정된 소정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 산출된 상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 현재 입력 차영상(DC(t2))을 산출한다.
바람직하게는, 상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이다. 이에 따라, 입력 차영상 산출부는 숫자로 설정된 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 현재 입력 차영상(DC(t2)을 산출한다.
한편, 상기와 같은 목적은 본 발명에 따라, 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈를 제거하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법에 있어서, a) 입력되는 영상으로부터 소정 시간 차를 두고 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))를 선택하고, 선택된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1)) 및 상기 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기 차를 나타내는 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 단 계; b) 상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 실험치에 의해 설정된 기준 차영상을 임계값(TR)으로 결정하는 단계; c) 소정의 시간 차를 두고 입력된 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타내는 현재 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 단계; 및 d) 상기 현재 임계값(TR)을 기준으로 상기 입력 차영상(DC(t2)을 필터링하는 단계를 포함하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 입력되는 입력 영상으로부터 입력 차영상(DC(t2)을 산출하고 산출된 입력 차영상(DC(t2)들에 포함된 점 노이즈를 임계값(TR)을 기준으로 필터링을 통해 제거함으로써, 보다 깨끗한 화질을 갖는 영상을 디스플레이할 수 있다. 또한, 임계값(TR)을 기준으로 입력 차영상(DC(t2)들을 필터링하여 통과된 입력 차영상(DC(t2)에 대응하는 입력 영상만을 해당 밝기값으로 디스플레이하고 차단된 입력 차영상(DC(t2)에 대응하는 입력 영상은 검정색으로 디스플레이함으로써, 입력 차영상(DC(t2)들에 포함된 점 노이즈를 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 영상 노이즈 제거 필터의 바람직한 실시예를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 영상 노이즈 제거 필터는, 기준 차영상 산출부(100), 임계값 결정부(120), 입력 차영상 산출부(140), 및 필터부(160)를 갖는다.
기준 차영상 산출부(100)는 입력되는 영상으로부터 임의의 영상을 소정 시간 차를 두고 샘플링하여 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))을 선택한다. 이때, 제1 기준 배경 영상(R(t1))은 시간 t1에 기준 차영상 산출부(100)에 입력된 영상으로, 기준 차영상 산출부(100)는 이를 기준 배경 영상으로 선택한다. 제2 기준 배경 영상(R(t2))은 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 영상으로, 기준 차영상 산출부(100)는 이를 기준 배경 영상으로 선택한다.
기준 차영상 산출부(100)는 아래 [수학식 1]과 같이 선택한 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기에 대한 차(이하, 기준 차영상이라 함)를 산출한다.
DR(t2) = |R(t2) - R(t1)|
R(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상
R(t2) : 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상
DR(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상 R(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상 R(t2)의 밝기 차 영상
이때, 기준 차영상 산출부(100)는 기준 차영상(DR(t2)을 산출할 때, 입력된 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 대해 설정된 소정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 산출된 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 산출한다. 이때 산출된 절대값이 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 기준 차영상(DR(t2))이다. 상기 밝기값은 영상의 밝기를 차등적으로 구별하여 그 밝기를 숫자로 나타낸 값이다. 따라서, 기준 차영상 산출부(100)는 밝기값을 산출할 때, 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 설정된 픽셀들의 각 픽셀별 밝기값을 숫자로 표시한다. 이에 따라, 기준 차영상 산출부(100)는 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 대한 기준 차영상(DR(t2)을 산출할 때, 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고, 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 기준 차영상(DR(t2)을 산출한다.
임계값 결정부(120)는 기준 차영상 산출부(100)에서 산출된 기준 차영상(DR(t2))들로부터 기준 차영상(DR(t2))이 같은 개수를 그래프로 나타낸 히스토그램을 산출한다.
도 5는 임계값 결정부(120)에서 산출한 기준 차영상(DR(t2))의 히스토그램의 예를 나타낸 그래프이다. 이때, 임계값 결정부(120)는 산출된 기준 차영상(DR(t2))의 히스토그램으로부터 필터부(160)에서 필터링시 기준이 되는 임계값(TR)을 결정한다. 이때 임계값(TR)은 실험치에 의해 산출된 값이다. 바람직하게는, 임계값 결정부(120)는 기준 차영상(DR(t2)) 중에서 기준 차영상(DR(t2))이 같은 개수가 최대인 기준 차영상(n) 보다 높은 임의의 기준 차영상을 임계값(TR)로 결정한다.
한편, 입력 차영상 산출부(140)는 시간 t1에 입력된 제1 입력 영상(C(t1))과, 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타낸는 차영상(이하, 입력 차영상이라 함)을 아래 [수학식 2]와 같이 산출한다.
Dc(t2) = |C(t2) - C(t1)|
C(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 현재 입력 영상
C(t2) : 시간 t1과 소정의 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 현재 입력 영 상
DC(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 현재 입력 영상 C(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 현재 입력 영상 C(t2)의 밝기 차 영상
바람직하게는, 입력 차영상 산출부(140)는 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 픽셀 별 밝기값을 산출하고, 산출된 각 밝기값으로부터 현재입력 차영상(DC(t2)을 산출한다.
필터부(160)는 입력 차영상 산출부(140)에서 산출된 입력 차영상(DC(t2))들에 대해, 임계값 결정부(120)에서 결정된 임계값(TR)을 기준으로 필터링한다. 이에 따라, 입력 차영상(DC(t2))들 중에서 임계값(TR) 보다 큰 값만이 출력되고, 나머지는 차단된다. 따라서, 입력 차영상 산출부(140)에 입력되는 입력 영상 중에서, 필터부(160)에서 필터링되어 출력된 입력 차영상(DC(t2))들에 대응하는 입력 영상을 제외하고는 모두 밝기값이 "0"으로 처리된다. 즉, 필터부(160)에서 출력이 차단된 입력 차영상(DC(t2))들에 대응하는 입력 영상은 검정색으로 디스플레이된다.
따라서, 임계값(TR)을 기준으로 입력 차영상(DC(t2))들을 필터링하여 통과된 입력 차영상(DC(t2)에 대응하는 입력 영상만을 해당 밝기값으로 디스플레이하고 차단된 입력 차영상(DC(t2))에 대응하는 입력 영상은 검정색으로 디스플레이함으로써, 입력 차영상(DC(t2))들에 포함된 점 노이즈를 제거할 수 있다.
도 6은 도 4에서 영상 노이즈 제거하는 과정에 따라 표시되는 영상의 변화 과정을 도시한 도면이다.
도 6의 (a)는 입력 차영상 산출부(140)에 입력되는 제1 입력 영상(C(t1))이 디스플레이되는 예들 나타내고 있고, 도 6의 (b)는 입력 차영상 산출부(140)에 입력되는 제2 입력 영상(C(t2))이 디스플레이되는 예를 나타내고 있다.
도 6의 (c)는 입력 차영상 산출부(140)에서 산출되는 입력 차영상(DC(t2))이 디플레이되는 예를 나타내고 있다. 이에 따르면, 입력 차영상(DC(t2))에는 점 노이즈가 분포함을 알 수 있다.
도 6의 (d)는 필터부(160)에서 입력 차영상(DC(t2))에 대해 필터링된 영상이 디플레이되는 예를 나타내고 있다. 이에 따르면, 입력 차영상(DC(t2))에 분포하던 점 노이즈가 제거된 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다.
먼저, 기준 차영상 산출부(100)는 입력되는 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))으로부터 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기에 대한 차인 기준 차영상(DR(t2))를 산출한다(S100).
임계값 결정부(120)는 산출된 기준 차영상(DR(t2))의 히스토그램을 산출하고, 산출된 히스토그램으로부터 임계값(TR)을 결정한다(S120). 이때 임계값(TR)은 실험치에 의해 산출된 값이다. 바람직하게는, 임계값 결정부(120)는 기준 차영상(DR(t2)) 중에서 기준 차영상(DR(t2))이 같은 개수가 최대인 기준 차영상(n) 보다 높은 임의의 기준 차영상을 임계값(TR)로 결정한다.
입력 차영상 산출부(140)는 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타낸는 차영상인 현재 입력 차영상(Dc(t2))을 산출한다(S140). 이때, 입력 차영상 산출부(140)는 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))의 픽셀 별 밝기값을 산출하고, 산출된 각 밝기값으로부터 입력 차영상(DC(t2))을 산출한다.
필터부(160)는 임계값 결정부(120)에서 결정된 임계값(TR)을 기준으로 입력 차영상 산출부(140)에서 산출된 입력 차영상(DC(t2))들을 필터링한다(S160). 이에 따라, 입력 차영상(DC(t2))들 중에서 임계값(TR) 보다 큰 값만이 출력되고, 나머지는 차단된다. 따라서, 입력 차영상 산출부(140)에 입력되는 입력 영상 중에서 입력 차영상(DC(t2))들에 포함된 점 노이즈를 제거함으로써, 보다 깨끗한 화질을 갖는 영상을 디스플레이할 수 있다.
카메라에서 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈로 인한 화질 저하를 해결하기 위해 저조도 환경 하에 입력된 차영상 히스토그램을 분석하여 소정 시간 단위로 변화가 심한 노이즈 특성에 대응되는 임계값(TR)을 적응적으로 결정함으로써, 결정된 임계값(TR)을 기준으로 입력 차영상(DC(t2))을 필터링하여 입력 차영상(D C(t2))에 포함된 점 노이즈를 제거할 수 있다. 따라서, 입력된 영상에 포함된 점 노이즈가 제거됨에 따라 보다 높은 화질을 갖는 영상을 디스플레이할 수 있다.
본 실시예에 따른 저 조도 환경 하에서 촬영된 영상에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 영상 노이즈 필터는 영상 처리 기법 중에서 영상향상기법(Image Enhancement)에서 활용될 수 있다. 특히, 저 조도 환경 하에서 카메라에 촬영된 영상을 이용하여 침입자 탐지 및 물체 인식을 위한 제품 등에 응용 적용될 수 있다. 또한, 향후 영상이 주축이 되는 멀티미디어 환경을 활용한 제품에 노이즈가 제거된 고품질의 입력영상을 제공함으로써, 해당 제품의 영상 디스플레이 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 입력되는 입력 영상으로부터 입력 차영상(DC(t2))을 산출하고 산출된 입력 차영상(DC(t2))들에 포함된 점 노이즈를 임계값(TR)을 기준으로 필터링을 통해 제거함으로써, 보다 깨끗한 화질을 갖는 영상을 디스플레이할 수 있다.
또한, 임계값(TR)을 기준으로 입력 차영상(DC(t2))들을 필터링하여 통과된 입력 차영상(DC(t2))에 대응하는 입력 영상만을 해당 밝기값으로 디스플레이하고 차단된 입력 차영상(DC(t2))에 대응하는 입력 영상은 검정색으로 디스플레이함으로써, 입력 차영상(DC(t2))들에 포함된 점 노이즈를 제거할 수 있다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈를 제거하는 영상 노이즈 제거 필터에 있어서,
    입력되는 영상으로부터 시간 차를 두고 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))를 선택하고, 선택된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1)) 및 상기 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기 차를 나타내는 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 기준 차영상 산출부;
    상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 실험치에 의해 설정된 기준 차영상을 임계값(TR)으로 결정하는 임계값 결정부;
    시간 차를 두고 입력된 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타내는 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 입력 차영상 산출부; 및
    상기 임계값(TR)을 기준으로 상기 입력 차영상(DC(t2)을 필터링하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 차영상 산출부는 아래 [수학식 1]에 의해 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
    [수학식 1]
    DR(t2) = |R(t2) - R(t1)|
    R(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상
    R(t2) : 시간 t1과 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상
    DR(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상 R(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상 R(t2)의 밝기 차 영상
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기준 차영상 산출부는,
    상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 대해 설정된 설정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 상기 산출된 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이며,
    이에 따라, 상기 기준 차영상 산출부는 숫자로 설정된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 임계값 결정부는 상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 기준 차영상의 값이 같은 개수를 그래프로 나타낸 히스토그램을 산출하고, 상기 히스토그램으로부터 상기 필터부에서 필터링시 기준이 되는 상기 임계값(TR)을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 임계값 결정부는 상기 히스토그램에 나타난 상기 기준 차영상(DR(t2)) 중에서 기준 차영상(DR(t2))의 값이 같은 개수가 최대인 기준 차영상(n) 보다 높은 특정 기준 차영상을 상기 임계값(TR)로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 차영상 산출부는 아래 [수학식 2]에 의해 상기 입력 차영상(Dc(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
    [수학식 2]
    Dc(t2) = |C(t2) - C(t1)|
    C(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 현재 입력 영상
    C(t2) : 시간 t1과 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 현재 입력 영상
    DC(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 입력 현재 영상 C(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 입력 현재 영상 C(t2)의 밝기 차 영상
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 입력 차영상 산출부는,
    상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))에 대해 설정된 설정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 상기 산출된 상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 상기 입력 차영상(DC(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이며,
    이에 따라, 상기 입력 차영상 산출부는 숫자로 설정된 상기 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 상기 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터.
  10. 촬영된 영상에 포함된 점 노이즈를 제거하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법에 있어서,
    a) 입력되는 영상으로부터 시간 차를 두고 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))를 선택하고, 선택된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1)) 및 상기 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 밝기 차를 나타내는 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 단계;
    b) 상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 실험치에 의해 설정된 기준 차영상을 임계값(TR)으로 결정하는 단계;
    c) 시간 차를 두고 입력된 제1 현재 입력 영상(C(t1))과 제2 현재 입력 영상(C(t2))의 밝기 차를 나타내는 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 단계; 및
    d) 상기 임계값(TR)을 기준으로 상기 현재 입력 차영상(DC(t2)을 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 a) 단계에서는 아래 [수학식 1]에 의해 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
    [수학식 1]
    DR(t2) = |R(t2) - R(t1)|
    R(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상
    R(t2) : 시간 t1과 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상
    DR(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 기준 배경 영상 R(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 기준 배경 영상 R(t2)의 밝기 차 영상
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 a) 단계에서는,
    상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 대해 설정된 설정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 상기 산출된 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이며,
    이에 따라, 상기 a) 단계에서는 숫자로 설정된 상기 제1 기준 배경 영상(R(t1))과 제2 기준 배경 영상(R(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 상기 기준 차영상(DR(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 b) 단계에서는 상기 기준 차영상(DR(t2))으로부터 기준 차영상의 값이 같은 개수를 그래프로 나타낸 히스토그램을 산출하고, 상기 히스토그램으로부터 상기 필터부에서 필터링시 기준이 되는 상기 임계값(TR)을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 b) 단계에서는 상기 히스토그램에 나타난 상기 기준 차영상(DR(t2)) 중에서 기준 차영상(DR(t2))의 값이 같은 개수가 최대인 기준 차영상(n) 보다 높은 특정 기준 차영상을 상기 임계값(TR)로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 c) 단계에서는 아래 [수학식 2]에 의해 상기 입력 차영상(Dc(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
    [수학식 2]
    Dc(t2) = |C(t2) - C(t1)|
    C(t1) : 시간 t1에 입력된 제1 입력 영상
    C(t2) : 시간 t1과 시간차를 두고 시간 t2에 입력된 제2 입력 영상
    DC(t2) : 시간 t1에 입력된 제1 입력 영상 C(t1)과 시간 t2에 입력된 제2 입력 영상 C(t2)의 밝기 차 영상
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 c) 단계에서는,
    상기 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))에 대해 설정된 설정 개수의 픽셀들 단위로 각 픽셀별 밝기값을 산출하고, 상기 산출된 상기 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))의 대응된 밝기값의 차를 산출하고 산출된 차에 절대값을 취하여 상기 입력 차영상(DC(t2))을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))의 각 픽셀별 밝기값은 영상의 밝기에 따라 차등적으로 구별된 숫자이며,
    이에 따라, 상기 c) 단계에서는 숫자로 설정된 상기 제1 입력 영상(C(t1))과 제2 입력 영상(C(t2))에 각각 대응되는 픽셀별 밝기값을 감산 연산하고 감산 연산된 값에 절대값을 취하여 상기 입력 차영상(DC(t2)을 산출하는 것을 특징으로 하는 영 상 노이즈 제거 필터를 이용한 영상 노이즈 제거방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336563A (ja) * 1994-06-02 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像フィルタリング方法及び画像フィルタリング装置
JPH10257355A (ja) 1997-03-12 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像処理装置
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336563A (ja) * 1994-06-02 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像フィルタリング方法及び画像フィルタリング装置
JPH10257355A (ja) 1997-03-12 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像処理装置
JPH10294883A (ja) 1997-04-18 1998-11-04 Canon Inc 画像処理装置
KR20030002608A (ko) * 2001-06-29 2003-01-09 주식회사 성진씨앤씨 시공간 적응적 잡음 제거/고화질 복원 방법 및 이를응용한 고화질 영상 입력 장치

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