KR101521458B1 - Apparatus and method for removing smear - Google Patents

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KR101521458B1
KR101521458B1 KR1020140183200A KR20140183200A KR101521458B1 KR 101521458 B1 KR101521458 B1 KR 101521458B1 KR 1020140183200 A KR1020140183200 A KR 1020140183200A KR 20140183200 A KR20140183200 A KR 20140183200A KR 101521458 B1 KR101521458 B1 KR 101521458B1
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Abstract

The present invention relates to an apparatus capable of effectively removing a smear generated in an image through detecting the smear generated in the image obtained by a CCD sensor and post-processing that of removing the smear and restoring to the original image, and a removing method thereof. The apparatus for removing a smear according to an embodiment of the present invention comprises: an image input unit for receiving an image obtained by a CCD sensor; a detection unit for detecting a first column position where a smear is generated among columns composing the image when the smear is generated in the image inputted in the image input unit; and a removal unit for removing the smear from the image based on the detected first column position.

Description

스미어 제거 장치 및 그 제거 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING SMEAR}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING SMEAR [0002]

본 발명은 이미지에 발생된 스미어를 제거하는 장치 및 그 제거 방법에 관한것으로, 보다 상세하게는 CCD 센서에 의하여 획득된 이미지에 발생된 스미어를 검출하고 이를 제거한 뒤 원이미지로 복원하는 후처리 방안에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for removing smears generated in an image, and more particularly, to an apparatus and method for removing smears generated in an image obtained by a CCD sensor, .

종래에는 사진촬영을 하는 경우 필름을 사용하였지만, 필름을 대체할 수 있는 이미지 센서가 개발된 후, 이미지 센서를 통해 광학 이미지를 획득하고 있다. 이때, 이미지 센서는 광학 이미지를 전기신호로 전환하는 소자를 의미한다.Conventionally, a film is used in photographing, but an image sensor capable of replacing a film has been developed and an optical image is obtained through an image sensor. At this time, the image sensor means an element which converts an optical image into an electric signal.

이미지 센서는 여러 개의 픽셀이 2차원 구조로 배열되어 이루어진다. 이미지 센서의 각 픽셀은 빛의 밝기에 따라 이를 전기신호로 변환시키며, 이 전기신호를 측정하면 각 픽셀에 들어오는 빛의 양을 알 수 있다. 빛의 양을 전기신호로 변환 이용하여 픽셀 단위의 이미지를 구성할 수 있으며, 이와 같이 빛의 양에 상응하는 전기신호를 수치로 표현할 수 있는데 이를 픽셀값이라 한다. 여기서, 각 픽셀값은 0~255 사이의 값으로 표현될 수 있다.An image sensor is formed by arranging a plurality of pixels in a two-dimensional structure. Each pixel of the image sensor converts it into an electrical signal according to the brightness of the light. By measuring the electrical signal, the amount of light entering each pixel can be known. The amount of light can be converted into an electrical signal to form an image of a pixel unit. Thus, an electrical signal corresponding to the amount of light can be expressed numerically, which is called a pixel value. Here, each pixel value may be represented by a value between 0 and 255. [

이러한 이미지 센서는 전자 및 정공이 신호를 형성하여 출력부까지 전송되는 방식에 따라 전하 결합 소자(Charge Coupled Device; 이하 'CCD'라 칭함)형 이미지 센서와 시모스(Complement MOS; 이하 'CMOS'라 칭함)형 이미지 센서가 범용적으로 사용되고 있다.Such an image sensor can be classified into a charge coupled device (CCD) type image sensor and a complementary MOS (CMOS) type according to the way in which electrons and holes are transmitted to an output unit. ) Type image sensors are widely used.

CCD형 이미지 센서와 CMOS형 이미지 센서는 공통적으로 빛을 받아들여 전기신호로 전환하는 수광부를 가지고 있다. CCD형 이미지 센서는 전기신호를 CCD를 통해 전달하며 마지막 단계에서 전압으로 변환을 하게 된다. 반면 CMOS형 이미지 센서는 각 픽셀에서 전압으로 신호를 변환하여 외부로 전달한다. The CCD type image sensor and the CMOS type image sensor commonly have a light receiving section that receives light and converts it into an electric signal. The CCD type image sensor transmits the electric signal through the CCD and converts it to the voltage at the last stage. On the other hand, the CMOS image sensor converts the signal to a voltage at each pixel and transfers it to the outside.

즉, CCD형 이미지 센서는 빛에 의해 발생한 전자를 그대로 게이트 펄스를 이용하여 출력부까지 이동시키며, CMOS형 이미지 센서는 빛에 의해 발생한 전자를 각 픽셀 내에서 전압으로 변환한 후에 픽셀 수만큼의 CMOS 스위치를 통해 출력하는 차이점이 있다.That is, the CCD type image sensor moves the electrons generated by the light directly to the output part by using the gate pulse, and the CMOS type image sensor converts the electrons generated by the light into voltage in each pixel, There is a difference in output through the switch.

현재 CMOS형 이미지 센서의 경우 대량생산을 비롯한 상대적 이점으로 인해 CCD형 이미지 센서에 비하여 많이 사용되고 있지만, 노이즈에 취약해 신호가 왜곡되는 문제로 인하여 종래에는 CCD형 이미지 센서가 많이 사용되고 있었으며, 현재도 여전히 CCD형 이미지 센서가 많이 활용되고 있다.In the current CMOS image sensor, a CCD image sensor is widely used in comparison with a CCD image sensor due to its relative advantages including mass production. However, CCD image sensors have been widely used due to the problem that the signal is distorted due to noise, CCD type image sensors are widely used.

다만, CCD형 이미지 센서는 그 신호처리방식에 의하여 스미어 현상이 발생되기도 한다. 상기 스미어 현상은 광원이나 조명등의 강한 반사광을 촬영했을 때 화면의 수직으로 한 줄의 선이 나타나는 현상을 말한다. 주로 고속셔터를 사용할 때 많이 나타나며, 광원과 같이 매우 밝은 물체를 촬영할 때 흔히 볼 수 있다. CCD형 이미지 센서는 한 셀에 하나의 빛만이 존재되는 구조로 이루어지며, 셀간의 반사 현상과 간섭 현상 등이 영향을 미쳐 한 셀에 저장할 수 있는 전하량이 흘러 넘치는 경우 스미어 현상이 발생된다.However, a smear phenomenon may occur in a CCD image sensor depending on the signal processing method. The smear phenomenon refers to a phenomenon in which a line of vertical lines appears on the screen when a strong reflected light of a light source or an illumination lamp is photographed. It is often seen when using high-speed shutter and is often seen when shooting very bright objects such as light sources. The CCD type image sensor has a structure in which only one light is present in one cell. When a charge that can be stored in one cell overflows due to reflection phenomenon and interference phenomenon between cells, a smear phenomenon occurs.

스미어 현상은 고속 셔터 설정인 경우 빛의 노출에 따라 이미지 센서에 저장 또는 전송하기 위한 버퍼 영역에서 쉽게 발생된다. CCD의 고속 셔터는 CCD의 노출시간이 카메라 몸체의 셔터를 통해서 이루어지고, 동조속도 이상의 셔터속도에서 CCD를 직접 제어함으로써 노출을 조절한다. CCD의 전자 셔터를 이용하여 이미지를 획득하는 경우 카메라 몸체의 셔터가 열려 있다면, 포토다이오드에는 계속 빛이 입사되어 저장된 공간에서 전하가 넘치게 되고, 종 배열로 구성된 CCD의 전하를 읽어낸다면 넘치는 전하들로 인해 밝은 줄이 생겨나게 됨으로써 스미어 현상이 발생되는 것이다.The smear phenomenon is easily generated in the buffer area for storing or transmitting to the image sensor according to the exposure of the light in the high-speed shutter setting. The high-speed shutter of the CCD adjusts the exposure by the exposure time of the CCD through the shutter of the camera body and by directly controlling the CCD at a shutter speed higher than the synchronization speed. If the shutter of the camera body is opened when acquiring an image using the electronic shutter of the CCD, the light continues to be incident on the photodiode and the charge is overflowed in the stored space. If the charge of the CCD composed of the longitudinal array is read, And a smear phenomenon is generated.

이렇게 발생된 스미어 현상은 촬영된 이미지를 왜곡하고, 차량 검지 혹은 단속하는 시스템에서 차량 형태파악, 차량의 번호인식을 방해하는 문제를 유발시킨다. 도 1을 참조하면, 도로환경에서 차량의 크롬, 유리, 도장면, 엠블럼 등과 같이 반짝거림을 갖는 영역에서 발생되며, 특히 반사면의 면적에 따라 너비가 달라지게 된다.The smear phenomenon thus generated causes distortion of photographed images, detection of a vehicle type in a vehicle detecting or interrupting system, and trouble of obstructing the identification of a vehicle number. Referring to FIG. 1, in a road environment, a chromatic, a glass, a coated surface, an emblem or the like of a vehicle is generated in a region having a shimmer, and the width varies depending on the area of the reflection surface.

현재 이러한 스미어 현상에 대해서는 원인이 밝혀졌고, 해결방법도 다양하게 제시되고 있는 실정이다.Currently, the cause of the smear phenomenon has been revealed and various solutions have been proposed.

해결방법의 일례로서, 카메라에서 촬영되는 단일영상의 경우 카메라 자체의 기계식 셔터를 이용하는 방법이 제시되고 있고, 광학 흑백영역(Optical block region, OBR)을 사용하여 CCD 촬상 센서의 경계에 있는 픽셀들을 그룹핑(Grouping)하는 방법도 제시되고 있다. As an example of a solution, a method of using a mechanical shutter of a camera is proposed for a single image captured by a camera, and a method of grouping pixels at the boundary of a CCD image sensor using an optical block region (OBR) (Grouping) method is also proposed.

다만, 이러한 방법의 경우 구조적으로 복잡성이 증가하거나 비용이 급증하는 문제가 발생되고 있다.However, this method has a problem that the complexity increases in structure or the cost increases rapidly.

그러므로 센서 레벨 단위가 아닌 영상처리를 이용한 후처리 과정에서 이미지 상에 발생된 스미어를 감지하고 제거하는 방안이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, it is required to detect and remove the smear on the image in the post-processing process using the image processing rather than the sensor level unit.

대한민국 특허청 공개특허 특1990-0019481Korean Patent Application Publication No. 1990-0019481

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CCD 센서에 의하여 획득된 이미지에 발생된 스미어를 검출하고 이를 제거한 뒤 원이미지로 복원하는 후처리 과정을 통하여 이미지에 발생된 스미어를 효과적으로 제거할 수 있는 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting smears generated in an image obtained by a CCD sensor, And an object thereof is to provide a user with a device that can be effectively removed and a method of removing the device.

구체적으로, 본 발명은 센서 레벨 단위가 아닌 영상처리를 이용한 후처리 과정을 통하여 스미어 현상을 해소함으로써 구조적 복잡성이 크지 않으며 저렴한 비용으로 구현이 가능하고 효율적인 동작을 확보할 수 있는 이미지의 스미어 제거 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.Specifically, the present invention eliminates the smear phenomenon through post-processing using image processing rather than a sensor level unit, thereby eliminating image smear elimination apparatus that can be implemented at a low cost and efficient operation, And the purpose of providing the removal method to the user.

또한, 본 발명은 CCD 이미지 센서를 이용한 촬상소자에 범용적으로 적용이 가능하며 적용분야가 다양하여 활용의 폭이 넓은 이미지의 스미어 제거 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a user with an image smear removal device and a removal method thereof, which can be widely applied to an image pickup device using a CCD image sensor and have a wide range of application fields.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 스미어 제거 장치는, CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 영상 입력부; 상기 영상 입력부에 입력된 상기 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 검출부; 및 상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제거부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a smear removal apparatus including: a video input unit receiving an image acquired by a CCD sensor; A detector for detecting a position of a first column in which the smear is generated among columns constituting the image when a smear is generated in the image input to the image input unit; And removing the smear from the image based on the detected position information of the first column.

또한, 상기 검출부는, 상기 영상 입력부에 입력된 상기 이미지를 이용하여 상기 이미지를 구성하는 각각의 열에 대한 신호분포 곡선을 추출하는 추출부; 및 상기 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환하는 변환부;를 더 포함하되, 상기 신호분포 곡선은 상기 이미지를 구성하는 각각의 열을 이루는 복수의 픽셀의 그레이 값의 합을 나타낸다.The detecting unit may include an extracting unit for extracting a signal distribution curve for each column constituting the image using the image input to the image input unit; And a conversion unit converting the signal distribution curve into a normal distribution curve, wherein the signal distribution curve represents a sum of gray values of a plurality of pixels constituting each column constituting the image.

또한, 상기 검출부는 상기 정규분포 곡선을 기 설정된 임계치와 비교하여 이진패턴 맵을 생성하고, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 작은 영역에서 상기 이진패턴 맵은 0의 값을 갖고, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 큰 영역에서 상기 이진패턴 맵은 1의 값을 갖는다.The detection unit may generate a binary pattern map by comparing the normal distribution curve with a preset threshold value. In a region where the normal distribution curve is smaller than the threshold value, the binary pattern map has a value of 0, And the binary pattern map has a value of 1 in an area larger than the threshold value.

또한, 상기 이진패턴 맵이 1의 값을 갖는 영역은 상기 이미지의 상기 제 1 열에 대응된다.In addition, a region having the value of 1 in the binary pattern map corresponds to the first column of the image.

또한, 상기 임계치는 수학식

Figure 112014123231270-pat00001
에 따라 결정될 수 있다. 상기 수학식에서, 상기
Figure 112014123231270-pat00002
는 상기 임계치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00003
는 상기 신호분포 곡선의 평균이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00004
는 가중치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00005
는 상기 신호분포 곡선의 표준편차이다.Further,
Figure 112014123231270-pat00001
≪ / RTI > In the above equation,
Figure 112014123231270-pat00002
Is the above-mentioned threshold value,
Figure 112014123231270-pat00003
Is an average of the signal distribution curves,
Figure 112014123231270-pat00004
Is a weight,
Figure 112014123231270-pat00005
Is the standard deviation of the signal distribution curve.

또한, 상기 검출부는, 상기 제 1 열과 인접한 열 중 일부를 상기 제 1 열에 추가시킴으로써 상기 제 1 열의 너비를 확장시킬 수 있다.In addition, the detection section may extend the width of the first column by adding a part of the column adjacent to the first column to the first column.

또한, 상기 제거부는, 상기 이미지를 이루는 복수의 픽셀 각각의 그레이 값에서 상기 이진패턴 맵을 이루는 복수의 픽셀 각각의 그레이 값을 차감하고, 상기 차감된 결과를 이용하여 상기 제 1 열에 발생된 상기 스미어를 제거할 수 있다.The elimination unit may subtract a gray value of each of a plurality of pixels constituting the binary pattern map from a gray value of each of a plurality of pixels constituting the image, Can be removed.

또한, 소정의 보간법을 이용하여 상기 스미어가 제거된 상기 제 1 열에 대한 이미지를 복원하는 복원부;를 더 포함할 수 있다.The image processing apparatus may further include a reconstruction unit that reconstructs the image of the first row from which the smear is removed by using a predetermined interpolation method.

또한, 상기 복원부의 보간법은, 패치 내의 복수의 픽셀 각각에 대하여 우선순위를 계산하고, 상기 계산된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 갖는 최우선순위의 픽셀을 결정하며, 상기 최우선순위의 픽셀과 상기 패치 내의 복수의 픽셀 중 상기 제 1 열을 구성하지 않는 픽셀의 유사도 비교를 통하여 복원을 수행하고, 상기 패치는 상기 제 1 열을 구성하는 픽셀의 적어도 일부를 포함한다.The interpolation method of the restoration unit may include calculating a priority for each of a plurality of pixels in the patch and determining a highest priority pixel having the highest priority among the calculated priorities, Wherein the patch comprises at least a portion of the pixels constituting the first column, and wherein the patch comprises at least a portion of the pixels constituting the first column.

또한, 상기 복원부는, 상기 제 1 열을 구성하는 모든 픽셀에 대하여 복원이 수행될 때까지 상기 보간법을 적용한다.Also, the restoring unit applies the interpolation method until restoration is performed on all the pixels constituting the first column.

또한, 상기 우선순위는 하기의 수학식에 따라 계산될 수 있다. Also, the priority may be calculated according to the following equation.

Figure 112014123231270-pat00006
Figure 112014123231270-pat00006

상기 수학식에서, 상기

Figure 112014123231270-pat00007
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00008
의 우선순위이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00009
는 픽셀의 신뢰도이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00010
는 상기 패치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00011
는 상기 패치의 크기이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00012
는 입력된 이미지이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00013
는 복원할 영역이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00014
는 구조체의 방향 단위 벡터이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00015
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00016
에서의 경계(contour)에 대한 법선 단위 벡터이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00017
는 정규화 상수(normalization constant)이다.In the above equation,
Figure 112014123231270-pat00007
Gt;
Figure 112014123231270-pat00008
Is the priority of
Figure 112014123231270-pat00009
Is the reliability of the pixel,
Figure 112014123231270-pat00010
Is the patch,
Figure 112014123231270-pat00011
Is the size of the patch,
Figure 112014123231270-pat00012
Is an input image,
Figure 112014123231270-pat00013
Is an area to be restored,
Figure 112014123231270-pat00014
Is the direction unit vector of the structure,
Figure 112014123231270-pat00015
Gt;
Figure 112014123231270-pat00016
Is a normal unit vector for the contour in
Figure 112014123231270-pat00017
Is a normalization constant.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 스미어 제거 방법은, CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 제 1 단계; 상기 입력된 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 제 2 단계; 및 상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제 3 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a smear removal method including: a first step of receiving an image acquired by a CCD sensor; A second step of, when a smear is generated in the input image, detecting a position of the first column in which the smear is generated among columns constituting the image; And a third step of removing the smear from the image based on the detected position information of the first column.

또한, 상기 제 2 단계는, 상기 입력된 이미지를 이용하여 상기 이미지를 구성하는 각각의 열에 대한 신호분포 곡선을 추출하는 단계; 상기 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환하는 단계; 및 상기 정규분포 곡선을 기 설정된 임계치와 비교하여 이진패턴 맵을 생성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 신호분포 곡선은 상기 이미지를 구성하는 각각의 열을 이루는 복수의 픽셀의 그레이 값의 합을 나타내며, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 작은 영역에서 상기 이진패턴 맵은 0의 값을 갖고, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 큰 영역에서 상기 이진패턴 맵은 1의 값을 갖는다.The second step may include: extracting a signal distribution curve for each column constituting the image using the input image; Transforming the signal distribution curve into a normal distribution curve; And generating a binary pattern map by comparing the normal distribution curve with a preset threshold value, wherein the signal distribution curve represents a sum of gray values of a plurality of pixels constituting each column constituting the image, , The binary pattern map has a value of 0 in an area where the normal distribution curve is smaller than the threshold value, and the binary pattern map has a value of 1 in an area where the normal distribution curve is larger than the threshold value.

또한, 소정의 보간법을 이용하여 상기 스미어가 제거된 상기 제 1 열에 대한 이미지를 복원하는 제 4 단계;를 더 포함하고, 상기 제 4 단계는, 패치 내의 복수의 픽셀 각각에 대하여 우선순위를 계산하는 단계; 상기 계산된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 갖는 최우선순위의 픽셀을 결정하는 단계; 및 상기 최우선순위의 픽셀과 상기 패치 내의 복수의 픽셀 중 상기 제 1 열을 구성하지 않는 픽셀의 유사도 비교를 통하여 복원을 수행하는 단계;를 더 포함하며, 상기 패치는 상기 제 1 열을 구성하는 픽셀의 적어도 일부를 포함한다.And a fourth step of restoring an image of the first column in which the smear is removed by using a predetermined interpolation method, and the fourth step is a step of calculating a priority for each of the plurality of pixels in the patch step; Determining a highest priority pixel having the highest priority among the calculated priorities; And performing restoration through comparison of the similarity between the highest priority pixel and a pixel not constituting the first column among the plurality of pixels in the patch, As shown in FIG.

본 발명은 CCD 센서에 의하여 획득된 이미지에 발생된 스미어를 검출하고 이를 제거한 뒤 원이미지로 복원하는 후처리 과정을 통하여 이미지에 발생된 스미어를 효과적으로 제거할 수 있는 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a device capable of effectively removing smear generated in an image through a post-processing process of detecting smears generated in an image acquired by a CCD sensor and restoring the smear to an original image after removing the smear, can do.

구체적으로, 본 발명은 센서 레벨 단위가 아닌 영상처리를 이용한 후처리 과정을 통하여 스미어 현상을 해소함으로써 구조적 복잡성이 크지 않으며 저렴한 비용으로 구현이 가능하고 효율적인 동작을 확보할 수 있는 이미지의 스미어 제거 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the present invention eliminates the smear phenomenon through post-processing using image processing rather than a sensor level unit, thereby eliminating image smear elimination apparatus that can be implemented at a low cost and efficient operation, The user can be provided with the removal method.

또한, 본 발명은 CCD 이미지 센서를 이용한 촬상소자에 범용적으로 적용이 가능하며 적용분야가 다양하여 활용의 폭이 넓은 이미지의 스미어 제거 장치 및 그 제거 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a user with an image smear removal device and a removal method thereof, which can be widely applied to an image pickup device using a CCD image sensor and have a wide range of application fields.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CCD를 통해 획득된 이미지를 영상처리를 통해, 스미어를 검지하고, 검지된 스미어를 제거하여 선명한 화질의 이미지 데이터를 얻을 수 있도록 하는 장치 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting smear through image processing of an image obtained through a CCD and removing detected smear, Apparatus and method to a user.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 CCTV상에 스미어가 발생되는 상황의 일례를 도시한 것이다.
도 2는 CCTV에서 획득된 이미지에 발생된 스미어의 일례에 관한 사진이다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 스미어 제거 장치의 블록 구성도의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일례와 관련된 이미지 내의 스미어를 검출하고, 제거하여 이미지를 복원하는 방법에 관한 순서도이다.
도 5는 촬상소자에서 획득된 이미지의 각 열에 따른 신호분포 곡선 일례를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 신호분포 곡선을 입력으로 한 정규분포 곡선을 나타낸다.
도 7a는 제 1 실험에서 스미어가 발생된 이미지이다.
도 7b는 제 1 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이다.
도 7c는 제 1 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이다.
도 7d는 제 1 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이다.
도 7e는 제 1 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이다.
도 7f는 제 1 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.
도 8a는 제 2 실험에서 스미어가 발생된 이미지이다.
도 8b는 제 2 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이다.
도 8c는 제 2 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이다.
도 8d는 제 2 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이다.
도 8e는 제 2 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이다.
도 8f는 제 2 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.
도 9a는 제 3 실험에서 스미어가 발생된 이미지이다.
도 9b는 제 3 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이다.
도 9c는 제 3 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이다.
도 9d는 제 3 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이다.
도 9e는 제 3 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이다.
도 9f는 제 3 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.
도 10a는 제 4 실험에서 스미어가 발생된 이미지이다.
도 10b는 제 4 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이다.
도 10c는 제 4 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이다.
도 10d는 제 4 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이다.
도 10e는 제 4 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이다.
도 10f는 제 4 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate a preferred embodiment of the invention and, together with the description, serve to provide a further understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
FIG. 1 shows an example of a situation where smear is generated on the CCTV.
FIG. 2 is a photograph of an example of smear generated in an image obtained in CCTV.
Fig. 3 shows an example of a block diagram of a smear removal device applicable to the present invention.
Figure 4 is a flow diagram of a method for detecting and removing smear in an image associated with an example of the present invention to reconstruct an image.
5 shows an example of a signal distribution curve according to each column of the image obtained in the image pickup device.
FIG. 6 shows a normal distribution curve obtained by taking the signal distribution curve of FIG. 5 as an input.
7A is an image in which smear is generated in the first experiment.
Fig. 7B is a signal distribution curve relating to the image in the first experiment.
7C is a normal distribution curve for the signal distribution curve in the first experiment.
FIG. 7D is a binary pattern map based on the threshold value in the normal distribution curve in the first experiment. FIG.
7E is a smear region detected using the binary pattern map in the first experiment.
7F is an image reconstructed by removing the smear and applying an inpainting technique in the first experiment.
8A is an image in which a smear is generated in the second experiment.
8B is a signal distribution curve for an image in the second experiment.
8C is a normal distribution curve for the signal distribution curve in the second experiment.
FIG. 8D is a binary pattern map based on the threshold value in the normal distribution curve in the second experiment. FIG.
8E is a smear region detected using the binary pattern map in the second experiment.
FIG. 8F is an image reconstructed by removing the smear and applying an inpainting technique in the second experiment.
9A is an image in which smear is generated in the third experiment.
FIG. 9B is a signal distribution curve for an image in the third experiment. FIG.
Figure 9c is a normal distribution curve for the signal distribution curve in the third experiment.
FIG. 9D is a binary pattern map based on the threshold value in the normal distribution curve in the third experiment. FIG.
9E is a smear region detected using the binary pattern map in the third experiment.
9F is an image reconstructed by removing the smear and applying an inpainting technique in the third experiment.
10A is an image in which a smear is generated in the fourth experiment.
FIG. 10B is a signal distribution curve for an image in the fourth experiment. FIG.
10C is a normal distribution curve for the signal distribution curve in the fourth experiment.
FIG. 10D is a binary pattern map based on the threshold value in the normal distribution curve in the fourth experiment. FIG.
10E is a smear region detected using the binary pattern map in the fourth experiment.
FIG. 10F is an image reconstructed by removing the smear and applying an inpainting technique in the fourth experiment.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and the entire constitution described in this embodiment is not necessarily essential as a means for solving the present invention.

최근에는 기존의 필름 대신 이미지 센서를 이용하여 이미지를 획득하는 경우가 많다. 상기 이미지 센서에는 크게 CMOS방식과 CCD방식 등이 있으며, 종래에는 CCD방식의 이미지 센서가 저노이즈 및 저조도촬영에서 우위를 보이고 있어서 많이 이용되었다.In recent years, images are often acquired using image sensors instead of conventional films. The image sensor is largely classified into a CMOS method and a CCD method. Conventionally, a CCD image sensor has been widely used since it shows superiority in low-noise and low-illuminance photographing.

특히, 과속차량 단속, 신호위반 차량 단속, 불법 주정차 차량 단속 등 CCTV를 이용한 무인 단속 시스템에서 이러한 CCD방식의 이미지 센서가 많이 활용되었다.In particular, such CCD image sensors have been widely used in the unmanned control system using CCTV, such as speeding vehicle enforcement, signaling vehicle enforcement, illegal parking, and so on.

다만, 이러한 CCD방식의 이미지 센서는 스미어 현상이 발생되는 문제점이 있는바, 이를 해결하기 위하여 다양한 방법이 연구되고 있다. However, such a CCD image sensor has a problem that a smear phenomenon occurs, and various methods have been studied to solve this problem.

해결방법의 일례로서, 카메라에서 촬영되는 단일영상의 경우 카메라 자체의 기계식 셔터를 이용하는 방법이 제시되고 있고, 광학 흑백영역(Optical block region, OBR)을 사용하여 CCD 촬상 센서의 경계에 있는 픽셀들을 그룹핑(Grouping)하는 방법도 제시되고 있다. As an example of a solution, a method of using a mechanical shutter of a camera is proposed for a single image captured by a camera, and a method of grouping pixels at the boundary of a CCD image sensor using an optical block region (OBR) (Grouping) method is also proposed.

그러나, 이러한 방법에 따르면 구조가 복잡해 지거나 비용이 급증하는 문제가 발생된다. 특히, 종래 기 설치된 CCTV의 경우 하드웨어를 교체할 수 없는 문제가 있으므로, 영상처리를 이용하여 이미지 상에서 스미어를 감지하고 제거하는 방안이 요구되고 있는 실정이다.However, according to such a method, there arises a problem that the structure becomes complicated or the cost increases rapidly. Particularly, there is a problem that the hardware can not be replaced in the case of CCTV installed in the past, and therefore, there is a demand for a method of detecting and removing smear on an image using image processing.

이하, 본 발명이 제안하고자 하는 영상처리를 이용하여 이미지 상에서 스미어를 검출하고 제거하는 방안에 대해 검토하여 본다.
Hereinafter, a method for detecting and removing smear on an image using the image processing to be proposed by the present invention will be described.

<이미지 내 스미어 제거 순서><Removal order of smear in image>

본 명세서에서는 CCTV에 기반하여 스미어를 감지하고 제거하는 방안에 대해 기술하고 있지만, 본 발명의 권리범위는 CCTV에 한정되는 것은 아니며, CCD방식의 이미지 센서를 사용하는 디지털 카메라, 촬상소자 등에 범용적으로 적용될 수 있음은 자명하다.Although the present invention describes a method for detecting and removing smear based on CCTV, the scope of right of the present invention is not limited to the CCTV, and the scope of the present invention is not limited to CCTV, but may be widely applied to digital cameras and imaging devices using CCD image sensors It is obvious that it can be applied.

도 1은 CCTV상에 스미어가 발생되는 상황의 일례를 도시한 것이고, 도 2는 CCTV에서 획득된 이미지에 발생된 스미어의 일례에 관한 사진이다.FIG. 1 shows an example of a situation where smear is generated on a CCTV, and FIG. 2 is a photograph of an example of smear generated on an image obtained in a CCTV.

도 1 및 도 2를 참조하면, 스미어 현상은 CD 이미지 센서를 장착한 촬상소자를 이용하여 광원이나 조명 등의 강한 반사광을 촬영하는 경우 많이 발생이 된다. 빛이 강한 여름 낮에 특히 잘 발생되며, 차량의 상부나 크롬도금된 부분과 같이 반사가 잘 일어나는 곳에서 발생된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the smear phenomenon occurs frequently when strong reflected light such as a light source or illumination is photographed using an image pickup device equipped with a CD image sensor. Light is especially good in strong summer days, and occurs in places where reflection is good, such as the top of a vehicle or chrome plated parts.

또한, 스미어가 발생된 위치가 차량의 번호판의 근처이거나 번호 상에 발생되는 경우, 번호판의 번호를 미인식 또는 오인식하게 될 수 있기 때문에 무인단속의 효과가 감소되는 문제가 발생될 수 있다.Further, when the position where the smear is generated is near the number plate of the vehicle or occurs on the number, the number of the number plate may be unrecognized or mistakenly recognized, so that the effect of unattended interrupting may be reduced.

이에 따라, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 영상처리 과정을 통하여 스미어를 제거하고, 이미지를 복원하는 방법에 대하여 설명하고자 한다.Accordingly, in order to solve the above problem, a method of removing smear and restoring an image through an image processing process will be described.

도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 스미어 제거 장치의 블록 구성도의 일례를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 스미어 제거 장치(100)는 영상 입력부(10), 검출부(20), 제거부(30) 및 복원부(40) 등을 포함할 수 있다. Fig. 3 shows an example of a block diagram of a smear removal device applicable to the present invention. Referring to FIG. 3, the smear removal apparatus 100 of the present invention may include an image input unit 10, a detection unit 20, a removal unit 30, and a restoration unit 40.

단, 도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 스미어 제거 장치(100)가 구현될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시된 구성요소는 상호 의존적으로 연결되어 있으며, 각 구성요소가 도 1에 도시된 것과 달리 별도로 또는 통합하여 구현되는 것이 가능하다.However, the components shown in Fig. 3 are not essential, so that a smear removal device 100 having more or fewer components may be implemented. Also, it is possible that the components shown in FIG. 1 are connected to each other in an interdependent manner, and that the components are separately or integrally implemented as shown in FIG.

영상 입력부(10)는 촬상소자와 연결되어 있으며, 촬상소자가 촬영한 영상 또는 이미지를 입력받는다. 여기서, 촬상소자는 CCD 센서를 이용하여 영상 또는 이미지를 획득할 수 있는 장비로 한정될 것이다.The image input unit 10 is connected to an image pickup element, and receives an image or an image captured by the image pickup element. Here, the image pickup device will be limited to equipment capable of acquiring images or images using a CCD sensor.

검출부(20)는 영상 입력부(10)에 입력된 이미지에 스미어가 발생되었는지 판단하며, 스미어가 발생되었다고 판단된 경우 스미어가 발생된 열(제 1 열)의 위치를 검출할 수 있다.The detection unit 20 determines whether a smear is generated in the image input to the image input unit 10. When it is determined that a smear has occurred, the detection unit 20 can detect the position of the smear generated column (first column).

이러한 검출부(20)는 추출부 및 변환부를 더 포함할 수 있다. 추출부는 영상 입력부(10)에 입력된 이미지를 이용하여 이미지를 구성하는 각각의 열에 대한 신호분포 곡선을 추출한다. 변환부는 추출부에서 생성된 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환하는 역할을 한다.The detecting unit 20 may further include an extracting unit and a converting unit. The extraction unit extracts signal distribution curves for the respective columns constituting the image using the image input to the image input unit 10. [ The converting unit converts the signal distribution curve generated by the extracting unit into a normal distribution curve.

제거부(30)는 검출부(20)에서 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 이미지에 생성된 스미어를 제거할 수 있다.The removal unit 30 may remove the smear generated in the image based on the position information of the first column detected by the detection unit 20. [

복원부(40)는 패치의 우선순위를 기초로 하는 보간법을 이용하여 스미어가 제거된 제 1 열에 대한 원이미지를 복원할 수 있다.The restoring unit 40 may restore the original image of the first column from which the smear is removed by using an interpolation method based on the priority of the patch.

구체적으로, 복원부(40)는 패치 내의 복수의 픽셀 각각에 대하여 우선순위를 계산하고, 상기 계산된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 갖는 최우선순위의 픽셀을 결정하며, 상기 최우선순위의 픽셀과 패치 내의 복수의 픽셀 중 제 1 열을 구성하지 않는 픽셀의 유사도 비교를 통하여 복원을 수행할 수 있다.More specifically, the restoration unit 40 calculates a priority for each of the plurality of pixels in the patch, determines the highest priority pixel having the highest priority among the calculated priorities, The restoration can be performed through comparison of the similarity of the pixels that do not constitute the first column among the plurality of pixels in the image.

한편, 도 4는 본 발명의 일례와 관련된 이미지 내의 스미어를 검출하고, 제거하여 이미지를 복원하는 방법에 관한 순서도이며, 도 5는 촬상소자에서 획득된 이미지의 각 열에 따른 신호분포 곡선 일례를 도시한 것이며, 도 6은 도 5의 신호분포 곡선을 입력으로 한 정규분포 곡선을 나타낸다.4 is a flowchart illustrating a method of detecting and removing smear in an image related to an example of the present invention, and FIG. 5 is a view showing an example of a signal distribution curve according to each column of an image obtained in the image pickup device And FIG. 6 shows a normal distribution curve obtained by taking the signal distribution curve of FIG. 5 as an input.

도 3을 참조하면, 영상 입력부(10)는 소정의 촬상소자로부터 이미지를 입력(S110)받아 본 방법이 시작된다. 상술한 것과 같이, 촬상소자는 CCD 이미지 센서를 이용하는 장비에 한정된다. CMOS방식의 이미지 센서는 구조상 스미어가 발생되지 않기 때문이다.Referring to FIG. 3, the image input unit 10 starts a method of receiving an image from a predetermined image pickup device (S110). As described above, the image pickup device is limited to equipment using a CCD image sensor. CMOS image sensors are not structurally smearing.

촬상소자로부터 이미지를 입력받은 후, 입력된 이미지를 통계적으로 분석하는 단계(S120)가 진행된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 검출부(20)의 추출부는 입력된 이미지를 열(column) 단위 신호에 대한 신호분포로 곡선화할 수 있다. 상기 신호분포 곡선은 이미지를 구성하는 각각의 열을 이루는 복수의 픽셀의 그레이 값의 합을 나타낸다.After inputting the image from the image pickup device, the step of analyzing the input image statically (S120) is proceeded. As shown in FIG. 5, the extracting unit of the detecting unit 20 may curve the input image into a signal distribution for a column unit signal. The signal distribution curve represents the sum of the gray values of the plurality of pixels constituting each column constituting the image.

또한 도 6에 도시된 것과 같이, 검출부(20)의 변환부는 입력된 이미지에 관한 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환할 수 있다. 즉, 스미어가 일반적으로 차량에 의한 태양광 또는 수동적인 빛의 근원으로부터 특정한 장소에서 생성된다 하는 경우, 정규분포로서 표현이 가능해 지는 것이다.6, the converting unit of the detecting unit 20 may convert a signal distribution curve related to the input image into a normal distribution curve. That is, when the smear is generated at a specific place from the source of sunlight or passive light by the vehicle in general, it can be expressed as a normal distribution.

이미지를 정규분포로 표현한 후, 스미어의 존재여부를 판단(S130)하는 단계가 진행된다. 스미어의 특성상 이미지 내에 열(column)로 발생되며, 특히 흰색과 밝은 형태를 갖는 바, 흰색과 밝은 형태를 가즌 열의 구간들에 대해 스미어가 발생된다고 판단할 수 있다. After the image is expressed by the normal distribution, the step of determining whether or not the smear exists is performed (S130). It can be concluded that the smear is generated in columns in the image due to the characteristics of the smear, and particularly in the white and bright forms, and in the white and bright forms.

이에 따라, 신호분포 곡선에서 스미어 및 다른 구간에서 발생되는 분포의 방향을 따라 그레이 값들의 합과 열(column) 분포 곡선(distribution curve), 즉 번짐의 합에 대한 최대 추정치의 값을 찾고, 신호분포 곡선에서, 정규분포 내의 다른 부분에 비해 특정적이고 현저하게 높은 빈도를 갖는 부분이 존재시, 이미지 내에 스미어가 발생된 구간으로 판단할 수 있다.Thus, the sum of the gray values along the direction of the distribution generated in the smear and other sections in the signal distribution curve and the value of the maximum estimate for the sum of the column distribution curve, i.e., the blurring, In the curve, when a portion having a specific and significantly higher frequency than other portions in the normal distribution exists, it can be determined that the smear is generated in the image.

이미지 내 스미어의 존재가 있다 판단된 후, 스미어의 위치를 판단(S140)하는 단계가 진행된다. 상기 S140 단계에서는 이미지의 신호분포 곡선에서 다른 부분에 비해 특정적이고 현저하게 높은 빈도를 갖는 부분을 스미어가 발생된 구간으로 판단하여 스미어의 발생 위치를 판단할 수 있다.After the presence of the smear in the image is determined, the step of determining the position of the smear is performed (S140). In step S140, it is possible to determine a location where the smear is generated by determining a portion having a specific and significantly higher frequency than the other portions in the signal distribution curve of the image as a section in which the smear occurs.

스미어 영역이 존재한다고 판단하고, 위치를 판단한 후, 스미어를 제거하고 복원을 위한 이진패턴 맵(Binary pattern map 또는 Alpha map)을 생성(S150)하는 단계가 진행된다.It is determined that the smear region exists, and after the position is determined, smear is removed and a binary pattern map (Alpha map) for restoration is generated (S150).

스미어 강도와 정확한 순수 배경강도를 추정하여 스미어를 제거하는 방식을 취한다. 이미지의 각 열(column)에 신호 강도에 대해서 평균필터를 적용하는 방법을 통해 이진패턴 맵을 생성한다. The smear intensity and the exact background intensity are estimated to remove the smear. A binary pattern map is generated by applying an average filter to the signal strength in each column of the image.

이때 이진패턴 맵은 기 설정된 임계치보다, 정규 분포상의 신호강도가 큰 경우, 해당 열(column)은 1의 값을 갖고, 작은 경우 해당 열(column)은 0의 값을 갖게 된다.In this case, the binary pattern map has a value of 1 when the signal intensity on the normal distribution is larger than a predetermined threshold value, and the column has a value of 1, and the column has a value of 0 when the signal intensity is small.

이진패턴 맵이 생성된 후, 이진패턴 맵을 이용하여, 스미어 위치를 재배치(S160)하는 단계가 진행된다. 각각의 픽셀 역을 분석할 때 차량, 잡음, 배경 그리고 스미어 신호로 구성된다. 적용된 필터를 이용하여 열에서 픽셀의 그레이 값들을 정렬하기 위해 스미어 영역 검색 크기를 재구성하는 방법을 통해 스미어 신호의 강도를 추정하고 정확한 위치를 판단하여 재배치하는 작업이 진행된다.After the binary pattern map is generated, the smear position is rearranged (S160) using the binary pattern map. It consists of vehicle, noise, background, and smear when analyzing each pixel station. The intensity of the smear signal is estimated by reconstructing the smear region search size in order to align the gray values of the pixels in the column using the applied filter, and the accurate position is determined and rearranged.

스미어 위치를 재배치 한 후, 스미어를 제거(S170)하는 단계가 진행된다. 스미어를 제거는 S160단계에서 판단한, 스미어의 영역 및 강도를 이용하여, 전체 이미지에서 제거할 수 있다.After the smear position is rearranged, smear is removed (S170). Removing the smear may be removed from the entire image using the smear region and intensity determined in step S160.

스미어를 제거 후, 이미지를 복원(S180)하는 단계가 진행된다. 이미지를 복원하는 방법은 다양하게 존재하지만, 본 발명의 경우 인페인팅(inpainting)을 적용한다. 특히 보간법을 이용하여 이미지를 복원할 수 있지만, 영역에 대해서는 적합하지 못하므로, 주변에 일정 크기를 갖는 패치(patch)방법을 사용하여 이미지를 복원 할 수 있다.
After the smear is removed, the image is restored (S180). There are various methods of restoring an image, but in the case of the present invention, inpainting is applied. In particular, although the image can be reconstructed using the interpolation method, since the image is not suitable for the region, the image can be reconstructed using a patch having a predetermined size in the periphery.

<스미어 현상의 잡음에 관한 모델링>&Lt; Modeling on noise of smear phenomenon >

이하에서는 CCD방식의 이미지 센서에서 획득된 이미지에 포함된 스미어를 제거하기 위하여, 스미어에 대한 모델링을 설명한다.Hereinafter, modeling for smear will be described in order to remove the smear contained in the image obtained from the CCD image sensor.

먼저 CCD방식의 이미지 센서에 기 설정된 노출간격 동안 입력되는 광자의 수에 관하여 수학식 1에 나타난 것과 같이 인정된다.First, the number of photons input for the predetermined exposure interval in the CCD image sensor is recognized as shown in Equation (1).

Figure 112014123231270-pat00018
Figure 112014123231270-pat00018

여기서

Figure 112014123231270-pat00019
는 노출간격이고,
Figure 112014123231270-pat00020
는 노출시간동안 CCD 이미지 센서에 입력된 광자의 총 수이며,
Figure 112014123231270-pat00021
는 비례상수이고,
Figure 112014123231270-pat00022
는 복사강도이다.here
Figure 112014123231270-pat00019
Is the exposure interval,
Figure 112014123231270-pat00020
Is the total number of photons input to the CCD image sensor during the exposure time,
Figure 112014123231270-pat00021
Is a proportional constant,
Figure 112014123231270-pat00022
Is the radiation intensity.

또한, 스미어 현상이 발생된 경우, 한 열에서 광전자를 전송하는 시간동안 생성된 광자의 수에 관하여는 수학식 2에 나타난 것과 같이 인정된다.Further, in the case where the smear phenomenon occurs, the number of photons generated during the time of transferring the photoelectrons in one row can be recognized as shown in Equation (2).

Figure 112014123231270-pat00023
Figure 112014123231270-pat00023

여기서,

Figure 112014123231270-pat00024
는 생성된 광자의 수이고,
Figure 112014123231270-pat00025
는 다른 하나의 열에서 광전자를 전송하는 시간을 의미하며,
Figure 112014123231270-pat00026
는 광자 수의 비율이다. 노출시간의 누적과 광전가 전송에 따라 생성된 스미어 현상은
Figure 112014123231270-pat00027
인 때 발생된다.here,
Figure 112014123231270-pat00024
Is the number of generated photons,
Figure 112014123231270-pat00025
Means the time for transferring photoelectrons from one column to another,
Figure 112014123231270-pat00026
Is the ratio of the number of photons. The accumulation of exposure time and the smear phenomenon caused by photoelectric transfer
Figure 112014123231270-pat00027
.

따라서, 스미어 현상에서 열에 대한 전하

Figure 112014123231270-pat00028
의 수는 수학식 3에 나타난 것과 같다.Therefore, in the smear phenomenon,
Figure 112014123231270-pat00028
Is expressed by Equation (3).

Figure 112014123231270-pat00029
Figure 112014123231270-pat00029

Figure 112014123231270-pat00030
Figure 112014123231270-pat00030

만약

Figure 112014123231270-pat00031
가 광전자 전송의 요인이라 하면, 픽셀에 대한 빛의 강도(Intensity)
Figure 112014123231270-pat00032
는 수학식 4에 나타난 바와 같다.if
Figure 112014123231270-pat00031
Is a factor of the photoelectric transfer, the intensity of the light to the pixel,
Figure 112014123231270-pat00032
Is expressed by Equation (4).

Figure 112014123231270-pat00033
Figure 112014123231270-pat00033

상기 수학식 4에 수학식 3의 값을 대입하면, 아래의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.If the value of Equation (3) is substituted into Equation (4), it can be expressed as Equation (5) below.

Figure 112014123231270-pat00034
Figure 112014123231270-pat00034

여기서,

Figure 112014123231270-pat00035
는 빛에 대한 누수 효과가 없는 원래의 강도이고,
Figure 112014123231270-pat00036
는 스미어 현상에 발생된 강도이다.here,
Figure 112014123231270-pat00035
Is the original strength without leakage effect on light,
Figure 112014123231270-pat00036
Is the intensity generated in the smear phenomenon.

수학식 5에 의하면 스미어 현상의 강도

Figure 112014123231270-pat00037
는 동일한 열(column) 픽셀 강도를 합해서 얻어진 배경 강도
Figure 112014123231270-pat00038
를 이용하여 추정할 수 있다.According to Equation (5), the intensity of the smear phenomenon
Figure 112014123231270-pat00037
The background intensity obtained by adding the same column pixel intensities
Figure 112014123231270-pat00038
. &Lt; / RTI &gt;

상기와 같은 모델링을 통하여, CCD 이미지 센서에서 발생된 스미어의 존재를 추정하고 판단할 수 있게 된다.
Through the above-described modeling, it is possible to estimate and determine the presence of smear generated in the CCD image sensor.

<정규분포를 통한 이미지의 신호 분포 곡선 생성><Generation of Signal Distribution Curve of Image through Normal Distribution>

이하에서는 CCD방식의 이미지 센서에서 획득된 이미지에 스미어가 포함되어 있는지 판단하고, 포함시 스미어를 제거하기 위한 전 단계로서, 이미지를 정규분포를 통한 이미지의 신호 분포 곡선으로 생성하는 내용에 관하여 설명하고자 한다.Hereinafter, a description will be given of a method of determining whether smear is included in an image obtained by a CCD image sensor and generating a signal distribution curve of an image through a normal distribution as a previous step for removing smear when included. do.

본 명세서에서는, 스미어 검출을 위해 태양광의 빈도에 의한 CCD센서의 영상에서 차량 정지영상을 통해 본 발명을 설명하고자 한다.In the present specification, the present invention will be described with reference to a still image of a vehicle from an image of a CCD sensor due to the frequency of sunlight for smear detection.

노이즈가 없다고 가정할 경우, CCD픽셀의 응답은 하기 수학식 6에 나타난 바와 같다.Assuming no noise, the response of the CCD pixel is as shown in Equation (6).

Figure 112014123231270-pat00039
Figure 112014123231270-pat00039

여기서,

Figure 112014123231270-pat00040
는 하나의 CCD 픽셀로 그레이(Gray) 값을 갖는 확률밀도함수(Probability density function, PDF)이고,
Figure 112014123231270-pat00041
는 태양광의 빈도성분에 대한 CCD 픽셀,
Figure 112014123231270-pat00042
는 생성된 차량의 순수한 CCD 픽셀이다.
Figure 112014123231270-pat00043
는 모든 픽셀들의 그레이 값(gray value)에 대한 PDF,
Figure 112014123231270-pat00044
은 차량의 모든 픽셀들의 그레이 값을 나타낸다.here,
Figure 112014123231270-pat00040
Is a probability density function (PDF) having a Gray value as one CCD pixel,
Figure 112014123231270-pat00041
A CCD pixel for the frequency component of sunlight,
Figure 112014123231270-pat00042
Is a pure CCD pixel of the generated vehicle.
Figure 112014123231270-pat00043
Is a PDF for the gray value of all pixels,
Figure 112014123231270-pat00044
Represents the gray value of all the pixels of the vehicle.

일반적으로 차량에 의한 태양광 또는 수동적인 빛의 근원으로부터 특정한 장소에서 생성된다고 할 때 정규분포(normal distribution)로 표현이 가능하다. Generally, it can be expressed as a normal distribution if it is generated at a specific place from the source of sunlight or passive light by the vehicle.

정규분포의 표현을 위해, 상기 파라미터를 구체적으로 정리하면,

Figure 112014123231270-pat00045
는 수학식 7로 나타낼 수 있다.In order to express the normal distribution, by concretely summarizing the above parameters,
Figure 112014123231270-pat00045
Can be expressed by Equation (7).

Figure 112014123231270-pat00046
Figure 112014123231270-pat00046

여기서,

Figure 112014123231270-pat00047
는 차량에 대한 예외적인 값(the exception of Vehicle),
Figure 112014123231270-pat00048
는 분산을 의미한다.here,
Figure 112014123231270-pat00047
Is the exception of the vehicle,
Figure 112014123231270-pat00048
Means dispersion.

그리고,

Figure 112014123231270-pat00049
는 수학식 8과 같이 표현될 수 있다. CCD 픽셀에서 차량의 빛 발생은 시스템에서 강한 빛으로부터 생성되므로, 상대적으로 잡음은 무시할 수 있기 때문에, 2차원 가우시안 곡선에 태양광에 대한 픽셀의 그레이(gray)로 표현된다.And,
Figure 112014123231270-pat00049
Can be expressed by Equation (8). Since the light emission of the vehicle in the CCD pixel is generated from strong light in the system, it is represented by the gray of the pixel for the sunlight in the two-dimensional Gaussian curve, since the noise is relatively negligible.

Figure 112014123231270-pat00050
Figure 112014123231270-pat00050

여기서,

Figure 112014123231270-pat00051
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00052
에 대한 그레이 값(gray value),
Figure 112014123231270-pat00053
Figure 112014123231270-pat00054
는 차량의 중심,
Figure 112014123231270-pat00055
는 CCD 센서 영상에 대한 차량의 진폭크기,
Figure 112014123231270-pat00056
는 확산반경을 의미한다.here,
Figure 112014123231270-pat00051
Gt;
Figure 112014123231270-pat00052
A gray value for a pixel,
Figure 112014123231270-pat00053
Wow
Figure 112014123231270-pat00054
The center of the vehicle,
Figure 112014123231270-pat00055
The amplitude magnitude of the vehicle with respect to the CCD sensor image,
Figure 112014123231270-pat00056
Is the diffusion radius.

수학식 8을 이용하면, 차량 광원의 중심 픽셀거리를 약한 빛에 대한 에너지로 고려할 수 있다. 이때 존재하는 잡음에 대해서는, 잡음에 대한 평균값

Figure 112014123231270-pat00057
을 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Using Equation (8), the center pixel distance of the vehicle light source can be considered as energy for weak light. For the noise present at this time, the average value
Figure 112014123231270-pat00057
Can be expressed by Equation (9).

Figure 112014123231270-pat00058
Figure 112014123231270-pat00058

여기서

Figure 112014123231270-pat00059
은 차량반경률,
Figure 112014123231270-pat00060
는 확산반경을 의미한다.here
Figure 112014123231270-pat00059
The vehicle radius,
Figure 112014123231270-pat00060
Is the diffusion radius.

이때, 양자화 오차를 무시하고 차량 중심간 거리인

Figure 112014123231270-pat00061
가 차량 반경률
Figure 112014123231270-pat00062
보다 큰경우 (
Figure 112014123231270-pat00063
) 분포
Figure 112014123231270-pat00064
로 표현된다.At this time, ignoring the quantization error,
Figure 112014123231270-pat00061
The vehicle radius ratio
Figure 112014123231270-pat00062
Is greater than
Figure 112014123231270-pat00063
) Distribution
Figure 112014123231270-pat00064
Lt; / RTI &gt;

그래서,

Figure 112014123231270-pat00065
열(column)의 픽셀 값에 대한 그레이 값 PDF인
Figure 112014123231270-pat00066
는 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.so,
Figure 112014123231270-pat00065
The gray value for the pixel value of the column.
Figure 112014123231270-pat00066
Can be expressed by Equation (10).

Figure 112014123231270-pat00067
Figure 112014123231270-pat00067

여기서,

Figure 112014123231270-pat00068
는 차량 광원에서 광자를 받지 않은 경우에 대한 PDF이다. here,
Figure 112014123231270-pat00068
Is a PDF for the case where no photons are received from the vehicle light source.

이때, 실제로는 노이즈가 존재하므로, 노이즈도 정규분포를 만족하는 경우, 수학식 10은 노이즈에 대한

Figure 112014123231270-pat00069
열에 있는 그레이 값도 포함한다. At this time, since there is actually noise, when the noise also satisfies the normal distribution, equation (10)
Figure 112014123231270-pat00069
It also contains the gray value in the column.

또한 배경 노이즈를 추정할 때 차량의 광원 분포를 고려하지 않으면 정확도가 떨어진다. 이는 전체 영상에서 배경 성분들보다 더 높은 그레이 값을 갖는 면적으로 볼 수 있다. Also, when estimating the background noise, the accuracy is poor unless the light source distribution of the vehicle is considered. This can be seen as an area with a higher gray value than the background components in the entire image.

이러한 방식을 통해, 정규분포를 통한 이미지의 신호분포 곡선을 생성할 수 있다.
In this way, a signal distribution curve of the image through the normal distribution can be generated.

<스미어 영역 검출><Smear Zone Detection>

이하에서는 스미어가 발생된 이미지에서의 스미어 영역을 검출하는 방법에 대해 검토하여 본다.Hereinafter, a method for detecting a smear region in an image in which smears are generated will be discussed.

스미어는 위에서 살펴본바와 같이 CCD이미지 센서에서 획득된 이미지에서만 발생되며, 열(column)으로만 발생되므로, 영상 이미지내에서 스미어가 발생된 열을 찾는것이 주된 방법이 된다.Since the smear is generated only in the image obtained from the CCD image sensor as described above and is generated only in the column, it is a main method to find the smear occurrence column in the image image.

다만, 하나의 이미지내에서 스미어가 발생되는 경우, 한곳에서만 발생되는 것이 아닌, 다수의 영역에서 발생될 수 있으므로, 정확한 위치를 찾는것은 난이도가 높다.However, when a smear is generated in one image, it may occur in a plurality of areas, not only in one place, so it is very difficult to find an accurate position.

본 발명에서는 스미어 영역을 검출하기 위하여, 과포화 객체에 전달되는 흰색과 밝은 형태를 갖는 열의 구간들에 대해 스미어 영역이 존재한다고 판단하여 그레이 특성을 분석하여 검지한다. In the present invention, in order to detect a smear region, it is determined that a smear region is present for white and bright columns transmitted to the supersaturated object, and the gray characteristic is analyzed and detected.

구체적으로, 스미어뿐만 아니라 다른 구간에서 발생되는 분포의 방향을 따라 그레이 값들의 합과 열(column) 분포 곡선(distribution curve)이용한다. 곡선에서 다른 영역들은 배경, 차량성분들로 비교적 유사한 성분 혹은 고른 분포를 보이게 된다. Specifically, we use the sum of gray values and the distribution curve of the column along the direction of the distribution not only in smear but also in other sections. In the curve, the other areas show relatively similar components or even distributions as the background, vehicle components.

하지만, 스미어가 발생된 구간에서는 다른 영역과는 달리, 현저하게 높은 최대 추정치의 값을 갖는 특성이 있다.However, unlike other regions, there is a property having a remarkably high maximum estimated value in the section where the smear occurs.

그러므로, 스미어가 발생된 구간을 검출하기 위해서는, 번짐의 합에 대한 최대 추정치(Peak value)의 값들을 찾고, 최대 추정치의 값이 열분포 곡선의 다른 영역에 비해 현저하게 높은 경우, 해당 구간에 스미어가 발생되었다고 추정할 수 있는 것이다.Therefore, in order to detect the smear occurrence period, the values of the maximum estimated value (Peak value) with respect to the sum of blurring are searched and if the value of the maximum estimate is significantly higher than other regions of the thermal distribution curve, Can be assumed to have occurred.

Figure 112014123231270-pat00070
Figure 112014123231270-pat00070

수학식 11은 스미어 밝기강도(intensity) 추정 곡선모델을 의미한다.Equation (11) means a smear brightness intensity estimation curve model.

여기서

Figure 112014123231270-pat00071
는 원 영상의 크기이고,
Figure 112014123231270-pat00072
Figure 112014123231270-pat00073
는 각각 행과 열을 나타낸다.
Figure 112014123231270-pat00074
Figure 112014123231270-pat00075
열에서 그레이 값이고,
Figure 112014123231270-pat00076
Figure 112014123231270-pat00077
내에서 픽셀에 대한 그레이 값을 나타낸다. here
Figure 112014123231270-pat00071
Is the size of the original image,
Figure 112014123231270-pat00072
and
Figure 112014123231270-pat00073
Denote rows and columns, respectively.
Figure 112014123231270-pat00074
The
Figure 112014123231270-pat00075
The gray value in the column,
Figure 112014123231270-pat00076
The
Figure 112014123231270-pat00077
&Lt; / RTI &gt; represents a gray value for a pixel within a pixel.

한편, 스미어 영역을 위해 설정된 임계치는

Figure 112014123231270-pat00078
는 수학식 12에 나타낸 바와 같다.On the other hand, the threshold value set for the smear region is
Figure 112014123231270-pat00078
Is expressed by Equation (12).

Figure 112014123231270-pat00079
Figure 112014123231270-pat00079

여기서

Figure 112014123231270-pat00080
는 전체 영상에서 통계적 분석에 따른 평균(mean)이고,
Figure 112014123231270-pat00081
는 표준편차이며,
Figure 112014123231270-pat00082
는 가중치를 의미한다.here
Figure 112014123231270-pat00080
Is the mean according to the statistical analysis in the whole image,
Figure 112014123231270-pat00081
Is the standard deviation,
Figure 112014123231270-pat00082
Means a weight.

수학식 11 및 수학식 12의 상관관계에 관하여, 위에서 살펴본 바와 같이, 그레이 합의 곡선 중 최고 추정치에서 스미어 현상이 발생됨을 알 수 있으므로, 스미어 영역 벡터

Figure 112014123231270-pat00083
는, 수학식 13으로 나타낼 수 있다.Regarding the correlation between the equations (11) and (12), it can be seen that the smear phenomenon occurs at the highest estimated value among the curves of the gray sum, as described above.
Figure 112014123231270-pat00083
Can be expressed by Equation (13).

Figure 112014123231270-pat00084
Figure 112014123231270-pat00084

즉 임계치보다 스미어 밝기 강도가 센 경우를 스미어 영역으로 판단하는 것이다.That is, when the smear brightness intensity is higher than the threshold value, the smear region is determined.

스미어 위치 좌표를 찾은 후에 변수

Figure 112014123231270-pat00085
과 관련된, 시작 좌표
Figure 112014123231270-pat00086
과 끝 좌표
Figure 112014123231270-pat00087
을 얻을 수 있다. After finding the smear position coordinates,
Figure 112014123231270-pat00085
Associated with the start coordinates
Figure 112014123231270-pat00086
And end coordinates
Figure 112014123231270-pat00087
Can be obtained.

다만 이렇게 얻어진 시작 좌표 및 끝 좌표보다 넓은 영역으로 스미어 발생 영역을 잡을 수 있다. 예를 들면, 아래의 수학식 14와 같이, 시작좌표보다 2픽셀 전, 끝좌표보다 2픽셀 후까지를 스미어 발생영역으로 판단할 수 있다.However, it is possible to catch the smear occurrence region in an area wider than the start coordinates and the end coordinates thus obtained. For example, as shown in Equation (14) below, it is possible to determine the region of the smear occurrence to be 2 pixels before the start coordinate and 2 pixels after the end coordinate.

Figure 112014123231270-pat00088
Figure 112014123231270-pat00088

여기서,

Figure 112014123231270-pat00089
Figure 112014123231270-pat00090
는 스미어 영역에 대한 결과를 의미한다.
here,
Figure 112014123231270-pat00089
and
Figure 112014123231270-pat00090
Means the result for the smear zone.

<스미어 신호 강도 추정 및 제거><Estimation and removal of smear signal intensity>

이하에서는 스미어가 발생된 이미지에서의 스미어의 강도 및 스미어를 제거한 상태의 배경 강도를 추정하여 스미어를 검출하고 제거할 수 있는 방법에 대해 검토하여 본다.Hereinafter, a method of detecting and eliminating smear by estimating the intensity of smear and the intensity of background in a state in which smear is removed in an image in which smear is generated will be examined.

각 열에 신호강도에 대하여 평균필터를 적용하고, 적용된 필터를 이용하여 열(column)에서 픽셀의 그레이 값들을 정렬하기 위해 스미어 영역 검색크기를 재 구성하는 방법을 이용한다.Apply a mean filter to the signal strength for each column and use the applied filter to reconstruct the smear region search size to align the gray values of the pixels in the column.

Figure 112014123231270-pat00091
Figure 112014123231270-pat00091

상기 수학식 15는 각 열의 신호강도에 대해 적용한 평균 필터에 관한 식이다.Equation (15) is an expression relating to an average filter applied to the signal strength of each column.

여기서,

Figure 112014123231270-pat00092
는 검색 크기에서 좌표에 대응하는 영상 데이터 중간위치이고,
Figure 112014123231270-pat00093
는 선택된 위치 영역의 반경(radius),
Figure 112014123231270-pat00094
'는 선택된 검색크기에서 정렬된 벡터이다.here,
Figure 112014123231270-pat00092
Is an image data intermediate position corresponding to coordinates in the search size,
Figure 112014123231270-pat00093
Is the radius of the selected location area,
Figure 112014123231270-pat00094
'Is an ordered vector of the selected search size.

위의 수학식 15의 경우, 각각의 픽셀 열을 분석할 때, 차량, 잡음, 배경 및 스미어 신호를 포함하여 픽셀의 그레이 값들을 정렬하게 된다.In the case of Equation (15), when analyzing each pixel column, the gray values of the pixel are sorted including the vehicle, noise, background and smear signal.

상기의 방법에 따라,

Figure 112014123231270-pat00095
스미어와
Figure 112014123231270-pat00096
배경성분의 강도를 정확하게 얻을 수 있다. According to the above method,
Figure 112014123231270-pat00095
Smear and
Figure 112014123231270-pat00096
The intensity of the background component can be accurately obtained.

스미어 강도를 추정하고, 순수한 배경강도와의 차이를 판단 할 수 있으며, 스미어의 위치 및 영역을 판단할 수 있게 된다.It is possible to estimate the smear intensity, determine the difference from the pure background intensity, and determine the position and area of the smear.

스미어의 강도 및 영역을 판단 한 후, 전체 이미지에서 스미어를 제거하게 된다.After determining the intensity and area of the smear, the smear is removed from the entire image.

Figure 112014123231270-pat00097
Figure 112014123231270-pat00097

여기서,

Figure 112014123231270-pat00098
은 스미어가 제거된
Figure 112014123231270-pat00099
번째 영상을 의미한다.here,
Figure 112014123231270-pat00098
The smear was removed
Figure 112014123231270-pat00099
.

즉, 전체 이미지에서 스미어인

Figure 112014123231270-pat00100
를 제거하는 것이다. In other words,
Figure 112014123231270-pat00100
.

상기와 같은 방법을 통해, 스미어가 포함된 이미지에서 스미어를 검출하고, 스미어의 위치를 파악하며, 이미지에서 스미어를 제거할 수 있다.
Through such a method, it is possible to detect smear in the image including the smear, to grasp the position of the smear, and to remove the smear from the image.

<제거된 스미어 영역의 이미지 복원><Restoration of removed smear area image>

이하에서는, 이미지에서 스미어 영역이 제거가 된 후, 해당 부분에 대해 이미지를 복원하는 방법에 대해 검토한다.In the following, after the smear region is removed from the image, a method of restoring the image for the relevant portion will be discussed.

일반적으로 영상처리에 있어서, 노이즈를 제거하고 영상을 복원하는 방법은 이진패턴 맵(Binary pattern map 혹은 alpha map)으로부터 왜곡되지 않는 영상을 복원하는 방법을 택하며, 특히 다양한 복원방법 중에서 인페인팅(Inpainting)방식을 적용한다.In general, in the image processing, a method of removing noise and restoring an image is to restore an image that is not distorted from a binary pattern map (alpha map). In particular, among various restoration methods, ) Method is applied.

일반적인 영상 복원 방법으로는 보간법(interpolation)이 있다. 이는 소실된 영역이 크지 않다면 간단하게 적용가능 하지만 에러가 전파(propagation)되는 특성이 있기 때문에 영역에 대한 보간법은 적합하지 못한 문제가 있다. 그래서, 이를 개선하기 위해 주변에 일정 크기를 갖는 패치(patch) 방법을 사용한다.A common image restoration method is interpolation. This is simply applicable if the missing area is not large, but there is an inadequate interpolation method for the area because the error propagates. To improve this, a patch method having a predetermined size is used.

패치(patch) 방법은, ⅰ)패치(patch)의 우선순위 계산, ⅱ)최우선순위(highest priority) 패치에 대한 유사 텍스처(texture) 사용 ⅲ)우선순위 재계산의 방식을 따르게 되고, 각 계층상의 가려짐 영역이 모두 보간 될 때까지 수행된다.The patch method involves the following steps: i) calculating the priority of the patch, ii) using a similar texture for the highest priority patch, iii) following the method of priority recalculation, Until all of the masked areas are interpolated.

패치(patch)의 우선순위 계산은 계산단계에서 보간 할 영역의 경계 상의 픽셀에 대해서 우선순위를 계산하는 것으로서, 우선순위는 올바른 텍스처와 구조체 보간을 위하여 매우 중요하다. Priority calculation of patches is a calculation of the priority for pixels on the boundary of the area to be interpolated in the calculation step, and priority is very important for correct texture and structure interpolation.

패치의 우선순위는 경계 상의 픽셀을 중심으로 하는 패치의 중심점이 갖는 신뢰도(confidence)와 패치 내의 구조(structure)와 관련된 값의 곱으로 결정된다.즉, 보간 하고자 하는 픽셀

Figure 112014123231270-pat00101
의 우선순위를 의미 하는
Figure 112014123231270-pat00102
는,The priority of the patch is determined by the product of the confidence of the center point of the patch centered at the pixel on the boundary and the value associated with the structure in the patch,
Figure 112014123231270-pat00101
Means the priority of
Figure 112014123231270-pat00102
Quot;

Figure 112014123231270-pat00103
Figure 112014123231270-pat00103

로 표현될 수 있다.. &Lt; / RTI &gt;

여기서,

Figure 112014123231270-pat00104
는 패치내의 픽셀에서의 신뢰도 값,
Figure 112014123231270-pat00105
는 보간 해야 할 영역을 나타낸다.
Figure 112014123231270-pat00106
는 패치를 의미하고
Figure 112014123231270-pat00107
는 패치의 크기,
Figure 112014123231270-pat00108
는 영상내 구조체의 방향 단위 벡터,
Figure 112014123231270-pat00109
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00110
에서의 경계(contour)에 대한 법선 단위 벡터를 나타낸다.
Figure 112014123231270-pat00111
는 정규화 상수(normalization constant)이고, 픽셀의 신뢰도는 소스영역(S)에 포함되는 픽셀에 대해서는 1, 그 외에는 0으로 정하였다. here,
Figure 112014123231270-pat00104
Is the confidence value at the pixel in the patch,
Figure 112014123231270-pat00105
Represents an area to be interpolated.
Figure 112014123231270-pat00106
Means a patch
Figure 112014123231270-pat00107
The size of the patch,
Figure 112014123231270-pat00108
Is the direction unit vector of the structure in the image,
Figure 112014123231270-pat00109
Gt;
Figure 112014123231270-pat00110
The unit vector of the normal to the contour in the image.
Figure 112014123231270-pat00111
Is the normalization constant, and the reliability of the pixel is set to 1 for pixels included in the source region S, and to 0 otherwise.

즉,

Figure 112014123231270-pat00112
는 영상 내 구조체의 방향과 일치하는 방향의 픽셀에게 더 높은 우선순위를 부여함으로써 구조체를 더 올바르게 복원 할 수 있도록 하는 값이며, 주변에 신뢰도가 높은 픽셀이 많이 분포하는 위치부터 보간하게 함으로써 보다 정확한 보간이 가능하도록 하는 우선순위 값을 의미한다. In other words,
Figure 112014123231270-pat00112
Is a value that allows a structure to be restored more correctly by giving a higher priority to pixels in a direction coinciding with the direction of the structure in the image. By interpolating from a position where many reliable pixels are distributed in the periphery, This is a priority value that enables the operation of the system.

상기와 같은 식을 통해서 최우선순위의 패치를 계산할 수 있다.A patch having the highest priority can be calculated through the above equation.

최우선순위의 패치를 계산 한 후, 해당되는 패치의 픽셀에 대해, 템플릿 정합(template matching)을 통해 일정 범위 내의 패치와의 그레이 강도(gray intensity)비교를 통해 유사도가 최대가 되는 영역을 차용하여 목표 픽셀상의 패치영역과 혼합(blending)하게 된다. After calculating a patch having a highest priority, a pixel having a maximum similarity degree is compared with gray intensity of a patch within a predetermined range through template matching, Blending with the patch region on the pixel.

특히 본 발명의 경우, 템플릿 정합의 방법으로 그레이 스케일(gray-scale)공간에서의 SAD(sum of absolute difference)를 사용하였다.Particularly in the case of the present invention, a sum of absolute difference (SAD) in a gray-scale space was used as a template matching method.

위의 과정이 완료된 후, 다시 ⅰ),ⅱ)의 과정이 다시 진행된다. 즉, 경계 상의 화소중의 최우선순위를 재계산하며 목표 픽셀을 모두 보간 할 때까지 위의 과정을 되풀이 하는 단계가 진행되며, 목표된 픽셀 모두가 보간될 수 있다.After the above process is completed, the process of (i) and (ii) is performed again. That is, the highest priority among the pixels on the boundary is recalculated and the above process is repeated until all of the target pixels are interpolated, and all of the target pixels can be interpolated.

상기와 같은 방법으로 스미어가 제거된 이미지를 복원하는 작업을 할 수 있다.
In this way, the smear-removed image can be restored.

<제 1 실험결과>&Lt; First Experiment Result >

이하에서는 본 발명을 적용한 제 1 실험결과에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, the first experimental result of applying the present invention will be described.

도 7a는 제 1 실험에서 스미어가 발생된 이미지이고, 도 7b는 제 1 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이며, 도 7c는 제 1 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이고, 도 7d는 제 1 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이며, 도 7e는 제 1 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이고, 도 7f는 제 1 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.7B is a signal distribution curve for an image in the first experiment, FIG. 7C is a normal distribution curve for a signal distribution curve in the first experiment, FIG. 7D is a normal distribution curve for the signal distribution curve in the first experiment, FIG. 7E is a smear region detected using the binary pattern map in the first experiment, FIG. 7F is a smear region obtained by removing the smear in the first experiment, Inpainting technique is applied to image restoration.

도 7a를 참조하면, 스미어 위치는 반사체를 포함하는 일부 영역들이고, 차량의 크롬 혹은 거울 등의 위치에 분포되어 있다. 크롬 위치에 따라 차량 번호판 위치에 영향을 주게 되어 이로 인해서 차량 번호판의 숫자 혹은 문자가 왜곡되는 현상이 발생하여 CCTV에서의 목적을 달성하지 못하는 문제가 있다. 도 7a의 경우, 제 1 실험은 차량 전면의 크롬부분에 스미어가 발생되었고, 이는 번호판의 인식에 방해되지는 않는다. 다만, 명확한 차량 이미지를 위해 스미어를 제거할 필요가 있다.Referring to FIG. 7A, the smear position is a partial area including a reflector, and is distributed at chrome or mirror positions of the vehicle. The position of the license plate is influenced by the position of the chrome, which causes the number or the letter of the license plate to be distorted, thereby failing to achieve the purpose of the CCTV. In the case of Fig. 7A, in the first experiment, a smear was generated in the chrome portion on the front of the vehicle, which does not hinder the recognition of the license plate. However, it is necessary to remove the smear for a clear vehicle image.

도 7b를 참조하면, 이미지를 각 열(cloumn)당 신호 분포를 알 수 있는바, 이미지의 왼측면으로부터 약 430픽셀 떨어진 위치에 주변보다 유난히 높은 Peak값을 갖는 열이 존재함을 알 수 있다. 이를 통해, 본 이미지 내에는 스미어가 발생되었음을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 7B, it can be seen that a signal distribution per each column is known, and a peak having a peak value farther from the periphery is present at a position of about 430 pixels from the left side of the image. In this way, it is possible to detect that a smear has occurred in the image.

도 7c를 참조하면, 이미지의 신호분포 곡선을 정규 분포화 할 수 있고, 배경과 잡음 그리고 객체를 포함하는 변화곡선보다 스미어 변화곡선이 가장 높은 영역(paek)에 분포되어 있음을 알 수 있다. 이는 광원으로부터 차량의 반사체에 도달하는 강한 강도를 갖기 때문이다. 이때 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하였고, 설정된 값보다 높은 영역에 위치한 구간에서 스미어를 판단하게 된다. Referring to FIG. 7C, it can be seen that the signal distribution curves of the image can be normalized and the smear change curve is distributed in the highest region (paek) than the change curve including the background, noise, and object. This is because it has a strong intensity reaching the reflector of the vehicle from the light source. At this time, the change curve is reconstructed according to the threshold value in the normal distribution signal, and the smear is determined in a region located in a region higher than the set value.

도 7d를 참조하면, 스미어 영역을 판단한 경우, 이를 이진화된 패턴 맵(Binary pattern map 또는 Alpha map)으로 변환시킬 수 있고, 스미어 영역으로 판단하여 검출할 수 있다. 즉, 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하고, 기 설정된 값 보다 높은 영역에 위치한 구간을 스미어가 발생된 위치로 판단하는 것이다.Referring to FIG. 7D, when a smear region is determined, it can be converted into a binary pattern map (Alpha map), and it can be determined as a smear region and detected. That is, in the normal distribution signal, the change curve is reconstructed according to the threshold value, and the section located in a region higher than the preset value is determined as the position where the smear is generated.

도 7e를 참조하면, 스미어가 발생된 것으로 판단 영역을 다소 확장하여, 이미지에서 제거할 수 있다. 영역을 확장하는 것은 초기 검색된 위치보다 더 넓은 영역에서 픽셀정보를 활용함으로서 보다 정확한 보정결과를 얻기 위한 것이다.Referring to FIG. 7E, it can be seen that the smear is generated and the judgment area is slightly enlarged to remove it from the image. Extending the region is to obtain a more accurate correction result by utilizing the pixel information in a wider area than the initial retrieved position.

이미지 내에서 스미어를 제거하는 경우, 바로 원 이미지가 복원되는 것이 아니라, 해당 위치의 이미지상에 스미어가 존재한 흔적이 존재함을 알 수 있다. When the smear is removed from the image, it can be seen that the original image is not restored but the smear is present on the image at that position.

도 7f를 참조하면, 스미어가 제거된 영역상에, 인페인팅(inpainting) 기법을 적용하여 영상을 복원할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 우선순위를 정하여 패치(patch)방식을 통해 스미어가 발생된 부분에 이미지를 차례로 복원하게 된다.Referring to FIG. 7F, an image can be restored by applying an inpainting technique on a region where the smear is removed. As mentioned above, the priority is determined and the image is sequentially restored to the smear part through the patch method.

실험결과를 통해 복원 전의 이미지와 복원 후의 이미지를 비교할 수 있는바, 기준은 입력영상과 복원 영상간의 최소 픽셀 강도 값(Min intensity value), 평균(Mean), SAD(Sum of absolute differences), PSNR(최대 신호 대 잡음비, Paek Signal-to-noise ratio)를 계산하여 비교를 하게 된다..The minimum and maximum pixel intensity values (Mean intensity), Mean (Mean), Sum of absolute differences (SAD), and PSNR between the input image and the reconstructed image can be compared with each other. Maximum signal-to-noise ratio, and peak-to-noise ratio).

비교한 경우, 복원 전의 이미지와 복원 후의 이미지간의 값들이 유사한 값으로 존재한다면, 본 발명에서 제안한 방법이 근사화된 접근방법임을 알 수 있다.In the case of the comparison, if the values between the image before the restoration and the image after the restoration exist in similar values, it can be understood that the method proposed by the present invention is an approximated approach.

제 1 실험의 결과를 통한 복원전의 이미지와 복원후의 이미지에서 얻어진 데이터는 표 1에서 보는 바와 같다.Table 1 shows the data obtained before and after the restoration by the results of the first experiment.

Test ImageTest Image Intensity value(Min)Intensity value (Min) MeanMean SADSAD PSNRPSNR inputinput resultresult inputinput resultresult 제1실험The first experiment 1818 2121 112.19112.19 111.54111.54 3.9073.907 26.33(dB)26.33 (dB)

표 1에 따르면, 복원 전과 복원 후의 각 수치를 비교하여 보면, 최소 픽셀 강도 값(Min), 평균값(Mean)에 있어 큰 차이가 존재하지 않고, SAD 경우 차이 값이 큰 폭으로 존재하지 않고, PSNR의 경우 균일한 분포 값들로 존재하는 것을 확인할 수 있는 바, 복원이 성공적으로 된 것으로 추측할 수 있다.According to Table 1, there is no significant difference in the minimum pixel intensity value (Min) and the mean value (Mean) when comparing the values before and after the restoration. In case of SAD, It can be confirmed that the restoration has been successfully performed.

즉, 도 7a 및 도 7f에서 알 수 있는 바와 같이, 육안상으로 복원을 확인할 수 있고, 데이터에 의해서도 복원이 성공적으로 된 것을 확인할 수 있다.
That is, as can be seen from Figs. 7A and 7F, the restoration can be confirmed visually, and it can be confirmed that the restoration has been successful also by the data.

<제 2 실험결과>&Lt; Second Experimental Result >

이하에서는 본 발명을 적용한 제 2 실험결과에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, a second experimental result using the present invention will be described.

도 8a는 제 2 실험에서 스미어가 발생된 이미지이고, 도 8b는 제 2 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이며, 도 8c는 제 2 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이고, 도 8d는 제 2 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이며, 도 8e는 제 2 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이고, 도 8f는 제 2 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.8A is a signal distribution curve for an image in the second experiment, FIG. 8C is a normal distribution curve for a signal distribution curve in the second experiment, FIG. FIG. 8E is a smear region detected using a binary pattern map in the second experiment, FIG. 8F is a smear region obtained by removing smear in the second experiment, Inpainting technique is applied to image restoration.

도 8a를 참조하면, 스미어가 발생된 위치가 차량 번호판에 존재하여 차량의 번호인식에 대해 오인식 또는 미인식이 발생될 수 있다. 그래서 번호판에 발생된 스미어를 제거하고, 이미지를 복원할 필요가 인정된다.Referring to FIG. 8A, the position where the smear is generated exists in the license plate, so that an erroneous or unrecognized expression may be generated for the recognition of the number of the vehicle. Therefore, it is recognized that it is necessary to remove the smear generated on the license plate and restore the image.

도 8b를 참조하면, 이미지를 각 열(cloumn)당 신호 분포를 알 수 있는바, 이미지의 왼측면으로부터 약 440픽셀 떨어진 위치에 주변보다 유난히 높은 Peak값을 갖는 열이 존재함을 알 수 있다. 이를 통해, 본 이미지 내에는 스미어가 발생되었음을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 8B, it can be seen that a signal distribution per each column is known, and a peak having a peak value far higher than that of the surrounding is present at a position of about 440 pixels away from the left side of the image. In this way, it is possible to detect that a smear has occurred in the image.

도 8c를 참조하면, 이미지의 신호분포 곡선을 정규 분포화 할 수 있고, 배경과 잡음 그리고 객체를 포함하는 변화곡선보다 스미어 변화곡선이 가장 높은 영역(paek)에 분포되어 있음을 알 수 있다. 이는 광원으로부터 차량의 반사체에 도달하는 강한 강도를 갖기 때문이다. 이때 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하였고, 설정된 값보다 높은 영역에 위치한 구간에서 스미어를 판단하게 된다. Referring to FIG. 8C, it can be seen that the signal distribution curves of the image can be normalized, and the smear change curve is distributed in the highest region (paek) than the change curve including the background, noise, and object. This is because it has a strong intensity reaching the reflector of the vehicle from the light source. At this time, the change curve is reconstructed according to the threshold value in the normal distribution signal, and the smear is determined in a region located in a region higher than the set value.

도 8d를 참조하면, 스미어 영역을 판단한 경우, 이를 이진화된 패턴 맵(Binary pattern map, alpha map)으로 변환시킬 수 있고, 스미어 영역으로 판단하여 검출할 수 있다. 즉, 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하고, 기 설정된 값 보다 높은 영역에 위치한 구간을 스미어가 발생된 위치로 판단하는 것이다.Referring to FIG. 8D, when a smear region is determined, it can be converted into a binary pattern map (alpha map), and it can be determined as a smear region and detected. That is, in the normal distribution signal, the change curve is reconstructed according to the threshold value, and the section located in a region higher than the preset value is determined as the position where the smear is generated.

도 8e를 참조하면, 스미어가 발생된 것으로 판단 영역을 다소 확장하여, 이미지에서 제거할 수 있다. 영역을 확장하는 것은 초기 검색된 위치보다 더 넓은 영역에서 픽셀정보를 활용함으로서 보다 정확한 보정결과를 얻기 위한 것이다.Referring to FIG. 8E, it can be seen that the smear is generated and the judgment area is somewhat extended to remove it from the image. Extending the region is to obtain a more accurate correction result by utilizing the pixel information in a wider area than the initial retrieved position.

이미지 내에서 스미어를 제거하는 경우, 바로 원 이미지가 복원되는 것이 아니라, 해당 위치의 이미지상에 스미어가 존재한 흔적이 존재함을 알 수 있다. When the smear is removed from the image, it can be seen that the original image is not restored but the smear is present on the image at that position.

도 8f를 참조하면, 스미어가 제거된 영역상에, 인페인팅(inpainting) 기법을 적용하여 영상을 복원할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 우선순위를 정하여 패치(patch)방식을 통해 스미어가 발생된 부분에 이미지를 차례로 복원하게 된다.Referring to FIG. 8F, an image can be restored by applying an inpainting technique to a region where the smear is removed. As mentioned above, the priority is determined and the image is sequentially restored to the smear part through the patch method.

도 8a 및 도 8f를 비교하여 보면, 도 8a에서 스미어가 발생된 차량 번호판은 자동 번호인식의 경우 오류가 발생될 수 있는 이미지이지만, 도 8f에서 복원된 이미지는 자동 번호인식이 가능하고 오류가 발생되지 않도록 이미지가 복원됨을 알 수 있다.8A and 8F, the license plate on which the smear is generated in FIG. 8A is an image in which an error may occur in the case of automatic number recognition, but the image restored in FIG. 8F is capable of automatic number recognition, The image is restored so that it is not restored.

제 1 실험결과와 같이 제 2 실험결과도 복원 전의 이미지와 복원 후의 이미지에서 얻어진 데이터를 비교하여 판단할 수 있으며 이는 표 2에서 보는 바와 같다.As in the first experimental result, the second experimental result can be judged by comparing the data obtained before the restoration with the data obtained after the restoration, as shown in Table 2.

Test ImageTest Image Intensity value(Min)Intensity value (Min) MeanMean SADSAD PSNRPSNR inputinput resultresult inputinput resultresult 제2실험Second experiment 1212 1313 78.9378.93 77.8177.81 3.6723.672 25.72(dB)25.72 (dB)

표 2에 따르면, 복원 전과 복원 후의 각 수치를 비교하여 보면, 최소 픽셀 강도 값(Min), 평균값(Mean)에 있어 큰 차이가 존재하지 않고, SAD 경우 차이 값이 큰 폭으로 존재하지 않고, PSNR의 경우 균일한 분포 값들로 존재하는 것을 확인할 수 있는 바, 복원이 성공적으로 된 것으로 추측할 수 있다.According to Table 2, there is no significant difference between the minimum pixel intensity value (Min) and the mean value (Mean) when comparing the values before and after the restoration. In case of SAD, It can be confirmed that the restoration has been successfully performed.

즉, 도 8a 및 도 8f에서 알 수 있는 바와 같이, 육안상으로 복원을 확인할 수 있고, 데이터에 의해서도 복원이 성공적으로 된 것을 확인할 수 있다.
That is, as can be seen from Figs. 8A and 8F, the restoration can be visually confirmed, and it can be confirmed that the restoration has been successful also by the data.

<제 3 실험결과>&Lt; Third Experimental Result >

이하에서는 본 발명을 적용한 제 3 실험결과에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, the third experimental result using the present invention will be described.

도 9a는 제 3 실험에서 스미어가 발생된 이미지이고, 도 9b는 제 3 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이며, 도 9c는 제 3 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이고, 도 9d는 제 3 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이며, 도 9e는 제 3 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이고, 도 9f는 제 3 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.FIG. 9A is a signal distribution curve relating to an image in the third experiment, FIG. 9C is a normal distribution curve with respect to the signal distribution curve in the third experiment, FIG. FIG. 9E is a smear region detected using a binary pattern map in the third experiment, FIG. 9F is a smear region obtained by removing smear in the third experiment, Inpainting technique is applied to image restoration.

도 9a를 참조하면, 조도가 낮은 분포에서 스미어가 발생하였고, 다른 실험영상과 달리 차량에 의한 반사체 위치가 에지(edge)주변이 아닌 면(space) 형태를 갖고 있다. 즉 조도가 낮은 경우도, 광원과 설치된 카메라 위치에 따라 강한 조도가 발생되고 스미어가 발생될 수 있다.Referring to FIG. 9A, a smear is generated in a low illuminance distribution, and unlike other experimental images, a reflector position by a vehicle has a space shape rather than an edge. That is, even if the illuminance is low, a strong illuminance may be generated and smear may occur depending on the position of the installed camera and the light source.

도 9b를 참조하면, 이미지를 각 열(cloumn)당 신호 분포를 알 수 있는바, 이미지의 왼측면으로부터 약 1100픽셀 떨어진 위치에 주변보다 유난히 높은 Peak값을 갖는 열이 존재함을 알 수 있다. 이를 통해, 본 이미지 내에는 스미어가 발생되었음을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 9B, it can be seen that the signal distribution per each column of the image is known, and that there exists a column having a peak value that is much higher than the surrounding area at a position about 1100 pixels away from the left side of the image. In this way, it is possible to detect that a smear has occurred in the image.

도 9c를 참조하면, 이미지의 신호분포곡선을 정규 분포화 할 수 있고, 배경과 잡음 그리고 객체를 포함하는 변화곡선보다 스미어 변화곡선이 가장 높은 영역(paek)에 분포되어 있음을 알 수 있다. 이는 광원으로부터 차량의 반사체에 도달하는 강한 강도를 갖기 때문이다. 이때 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하였고, 설정된 값보다 높은 영역에 위치한 구간에서 스미어를 판단하게 된다. Referring to FIG. 9C, it can be seen that the signal distribution curves of the image can be normalized, and the smear change curve is distributed in the highest region (paek) than the change curve including the background, noise, and object. This is because it has a strong intensity reaching the reflector of the vehicle from the light source. At this time, the change curve is reconstructed according to the threshold value in the normal distribution signal, and the smear is determined in a region located in a region higher than the set value.

도 9d를 참조하면, 스미어 영역을 판단한 경우, 이를 이진화된 패턴 맵(Binary pattern map 또는 Alpha map)으로 변환시킬 수 있고, 스미어 영역으로 판단하여 검출할 수 있다. 즉, 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하고, 기 설정된 값 보다 높은 영역에 위치한 구간을 스미어가 발생된 위치로 판단하는 것이다.Referring to FIG. 9D, when a smear region is determined, it can be converted into a binary pattern map (Alpha map), and it can be determined as a smear region and detected. That is, in the normal distribution signal, the change curve is reconstructed according to the threshold value, and the section located in a region higher than the preset value is determined as the position where the smear is generated.

도 9e를 참조하면, 스미어가 발생된 것으로 판단 영역을 다소 확장하여, 이미지에서 제거할 수 있다. 영역을 확장하는 것은 초기 검색된 위치보다 더 넓은 영역에서 픽셀정보를 활용함으로서 보다 정확한 보정결과를 얻기 위한 것이다.Referring to FIG. 9E, it can be seen that the smear is generated, and the judgment area is somewhat expanded to remove it from the image. Extending the region is to obtain a more accurate correction result by utilizing the pixel information in a wider area than the initial retrieved position.

이미지 내에서 스미어를 제거하는 경우, 바로 원 이미지가 복원되는 것이 아니라, 해당 위치의 이미지상에 스미어가 존재한 흔적이 존재함을 알 수 있다. When the smear is removed from the image, it can be seen that the original image is not restored but the smear is present on the image at that position.

도 9f를 참조하면, 스미어가 제거된 영역상에, 인페인팅(inpainting) 기법을 적용하여 영상을 복원할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 우선순위를 정하여 패치(patch)방식을 통해 스미어가 발생된 부분에 이미지를 차례로 복원하게 된다.Referring to FIG. 9F, an image can be restored by applying an inpainting technique to a region where the smear is removed. As mentioned above, the priority is determined and the image is sequentially restored to the smear part through the patch method.

제 3 실험 결과도 복원 전의 이미지와 복원 후의 이미지에서 얻어진 데이터를 비교하여 판단할 수 있으며 이는 표 3에서 보는 바와 같다.Table 3 shows the results of the third experiment by comparing the data obtained before and after the restoration.

Test ImageTest Image Intensity value(Min)Intensity value (Min) MeanMean SADSAD PSNRPSNR inputinput resultresult inputinput resultresult 제3실험Third experiment 1One 00 63.4463.44 62.6862.68 4.4284.428 22.46(dB)22.46 (dB)

표 3에 따르면, 복원 전과 복원 후의 각 수치를 비교하여 보면, 최소 픽셀 강도 값(Min), 평균값(Mean)에 있어 큰 차이가 존재하지 않고, SAD 경우 차이 값이 큰 폭으로 존재하지 않고, PSNR의 경우 균일한 분포 값들로 존재하는 것을 확인할 수 있는 바, 복원이 성공적으로 된 것으로 추측할 수 있다.Table 3 shows that there is not a large difference between the minimum pixel intensity value (Min) and the mean value (Mean) when comparing the values before and after the restoration. In the case of SAD, It can be confirmed that the restoration has been successfully performed.

즉, 도 9a 및 도 9f에서 알 수 있는 바와 같이, 육안상으로 복원을 확인할 수 있고, 데이터에 의해서도 복원이 성공적으로 된 것을 확인할 수 있다.
That is, as can be seen from Figs. 9A and 9F, the restoration can be confirmed visually, and it can be confirmed that the restoration has been successful also by the data.

<제 4 실험결과>&Lt; Fourth Experimental Result >

이하에서는 본 발명을 적용한 제 4 실험결과에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, the fourth experimental result using the present invention will be described.

도 10a는 제 4 실험에서 스미어가 발생된 이미지이고, 도 10b는 제 4 실험에서 이미지에 관한 신호분포 곡선이며, 도 10c는 제 4 실험에서 신호분포 곡선에 대한 정규분포 곡선이고, 도 10d는 제 4 실험에서 정규분포 곡선에서의 임계치 값에 의한 이진패턴 맵이며, 도 10e는 제 4 실험에서 이진패턴 맵을 이용하여 검출한 스미어 영역이고, 도 10f는 제 4 실험에서 스미어를 제거하고 인페인팅(Inpainting) 기법을 적용하여 영상복원한 이미지이다.10A is a signal distribution curve relating to an image in the fourth experiment, FIG. 10C is a normal distribution curve for a signal distribution curve in the fourth experiment, FIG. 10E is a smear region detected using a binary pattern map in the fourth experiment, FIG. 10F is a smear region obtained by removing smear in the fourth experiment and performing in-painting (FIG. Inpainting technique is applied to image restoration.

도 10a를 참조하면, 하나의 이미지에 복수의 스미어가 발생되었음을 알 수 있다. 특히 복수의 스미어는 강도가 달라 특히 문제가 될 수 잇다.Referring to FIG. 10A, it can be seen that a plurality of smears are generated in one image. Especially, plural smears can be a problem especially because they have different strengths.

구체적으로 스미어 현상은 반사체와 강도에 따라 생성 개수가 달라지지만 뚜렷한 스미어 현상이 존재하기도 하고, 약한 강도에 의한 스미어가 존재하기도 하여 배경, 객체, 그리고 잡음과 유사한 패턴의 신호를 보여서 쉽게 위치를 판단하기가 어려운 문제가 있다.Specifically, the smear phenomenon differs depending on the reflector and the intensity, but there is a clear smear phenomenon, and smear due to the weak intensity is present, so that the pattern is similar to background, object, and noise. There is a difficult problem.

따라서, 임의의 임계치 값보다 큰 경우에 해당되는 스미어를 찾기 때문에 강한 강도에 있어서는 강인한 결과를 보이지만 약한 강도의 경우에는 원 영상 그대로 유지하게 된다. Therefore, if the threshold value is larger than the threshold value, the smear corresponding to the strongest intensity is obtained. However, in the case of the weak intensity, the original image is maintained.

그래서, 원 영상 자체의 왜곡이 있고 복원된 결과에서도 왜곡이 더 심할 경우 오히려 불확실한 결과를 얻을 수 있기 때문에 적은량의 광원으로부터 생성된 스미어는 처리를 하지 않고 그대로 원 영상신호를 유지시킴이 타당하다.Therefore, it is reasonable to maintain the original image signal without processing the smear generated from a small amount of light source, since the original image itself is distorted and the distortion is more severe in the reconstructed result.

도 10a의 경우 발생된 스미어는 모두 임계치 값보다 큰 경우에 해당하므로 이를 모두 제거할 수 있다.In the case of FIG. 10A, since all of the smears generated are larger than the threshold value, all of them can be removed.

도 10b를 참조하면, 이미지를 각 열(cloumn)당 신호 분포를 알 수 있는바, 이미지의 왼측면으로부터 약 550과 1050픽셀 떨어진 위치에 주변보다 유난히 높은 Peak값을 갖는 열이 존재함을 알 수 있다. 이를 통해, 본 이미지 내에는 복수의 스미어가 발생되었음을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 10B, it can be seen that the signal distribution per each column of the image is known. As a result, it can be seen that there exists a column having a peak value that is much higher than the surrounding area at a position of about 550 and 1050 pixels away from the left side of the image have. Thus, it is possible to detect that a plurality of smears are generated in the image.

도 10c를 참조하면, 이미지의 신호분포 곡선을 정규 분포화 할 수 있고, 배경과 잡음 그리고 객체를 포함하는 변화곡선보다 스미어 변화곡선이 가장 높은 영역(paek)에 분포되어 있음을 알 수 있다. 이는 광원으로부터 차량의 반사체에 도달하는 강한 강도를 갖기 때문이다. 이때 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하였고, 설정된 값보다 높은 영역에 위치한 구간에서 스미어를 판단하게 된다. Referring to FIG. 10C, it can be seen that the signal distribution curves of the image can be normalized, and the smear change curve is distributed in the highest region (paek) than the change curve including the background, noise, and object. This is because it has a strong intensity reaching the reflector of the vehicle from the light source. At this time, the change curve is reconstructed according to the threshold value in the normal distribution signal, and the smear is determined in a region located in a region higher than the set value.

도 10d를 참조하면, 스미어 영역을 판단한 경우, 이를 이진화된 패턴 맵(Binary pattern map 또는 Alpha map)으로 변환시킬 수 있고, 스미어 영역으로 판단하여 검출할 수 있다. 즉, 정규분포 신호에서 임계치 값에 따라 변화곡선을 재구성하고, 기 설정된 값 보다 높은 영역에 위치한 구간을 스미어가 발생된 위치로 판단하는 것이다.Referring to FIG. 10D, when a smear region is determined, it can be converted into a binary pattern map or an Alpha map, and it can be determined as a smear region and detected. That is, in the normal distribution signal, the change curve is reconstructed according to the threshold value, and the section located in a region higher than the preset value is determined as the position where the smear is generated.

도 10e를 참조하면, 스미어가 발생된 것으로 판단 영역을 다소 확장하여, 이미지에서 제거할 수 있다. 영역을 확장하는 것은 초기 검색된 위치보다 더 넓은 영역에서 픽셀정보를 활용함으로서 보다 정확한 보정결과를 얻기 위한 것이다.Referring to FIG. 10E, it can be seen that the smear is generated, and the judgment area can be expanded to remove it from the image. Extending the region is to obtain a more accurate correction result by utilizing the pixel information in a wider area than the initial retrieved position.

이미지 내에서 스미어를 제거하는 경우, 바로 원 이미지가 복원되는 것이 아니라, 해당 위치의 이미지상에 스미어가 존재한 흔적이 존재함을 알 수 있다. When the smear is removed from the image, it can be seen that the original image is not restored but the smear is present on the image at that position.

도 10f를 참조하면, 스미어가 제거된 영역상에, 인페인팅(inpainting) 기법을 적용하여 영상을 복원할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 우선순위를 정하여 패치(patch)방식을 통해 스미어가 발생된 부분에 이미지를 차례로 복원하게 된다.Referring to FIG. 10F, an image can be restored by applying an inpainting technique on a region where the smear is removed. As mentioned above, the priority is determined and the image is sequentially restored to the smear part through the patch method.

제 4 실험 결과도 복원 전의 이미지와 복원 후의 이미지에서 얻어진 데이터를 비교하여 판단할 수 있으며 이는 표 4에서 보는 바와 같다.The results of the fourth experiment can also be determined by comparing the data obtained before and after the restoration, as shown in Table 4.

Test ImageTest Image Intensity value(Min)Intensity value (Min) MeanMean SADSAD PSNRPSNR inputinput resultresult inputinput resultresult 제4실험The fourth experiment 1313 1010 122.11122.11 121.19121.19 5.3845.384 23.93(dB)23.93 (dB)

표 4에 따르면, 복원 전과 복원 후의 각 수치를 비교하여 보면, 최소 픽셀 강도 값(Min), 평균값(Mean)에 있어 큰 차이가 존재하지 않고, SAD 경우 차이 값이 큰 폭으로 존재하지 않고, PSNR의 경우 균일한 분포 값들로 존재하는 것을 확인할 수 있는 바, 복원이 성공적으로 된 것으로 추측할 수 있다.According to Table 4, there is no significant difference in the minimum pixel intensity value (Min) and the mean value (Mean) when comparing the values before and after restoration. In the case of SAD, It can be confirmed that the restoration has been successfully performed.

즉, 도 10a 및 도 10f에서 알 수 있는 바와 같이, 육안상으로 복원을 확인할 수 있고, 데이터에 의해서도 복원이 성공적으로 된 것을 확인할 수 있다.
That is, as can be seen in FIGS. 10A and 10F, the restoration can be confirmed visually, and it can be confirmed that the restoration has been successfully performed by the data.

상기의 방법과 실험을 통해, CCD를 통해 획득된 이미지를 영상처리를 이용하여 스미어를 검지하고, 검지된 스미어를 제거하여 선명한 화질의 이미지 데이터를 얻을 수 있도록 하는 장치 및 방법을 사용자에게 제공하게 된다.Through the above-described methods and experiments, it is possible to provide a user with an apparatus and method for detecting smear by using image processing of an image obtained through CCD, and for obtaining image data of sharp image quality by removing detected smear .

특히, 종래 CCD이미지 센서를 이용하여 기 설치된 CCTV의 경우, 스미어를 방지하기 위한 추가적인 장치를 설치하지 않으며, 추가적인 비용을 지출하지 않고서도 스미어를 제거 할 수 있게 된다. 이를 통해 기 설치된 CCTV의교체 비용을 절감 할 수 있으며, 차량의 번호인식률을 높일 수 있게 된다.In particular, in the case of the CCTV pre-installed using the conventional CCD image sensor, additional devices for preventing smear are not installed, and the smear can be removed without incurring additional expenses. In this way, it is possible to reduce the replacement cost of the existing CCTV and increase the number recognition rate of the vehicle.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. 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, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the apparatus and method as described above can be applied to a case where the configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applied, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .

10: 영상 입력부
20: 검출부
30: 제거부
40: 복원부
100: 스미어 제거 장치
10:
20:
30: Removal
40:
100: Smear removal device

Claims (14)

CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 영상 입력부;
상기 영상 입력부에 입력된 상기 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 검출부; 및
상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제거부;를 포함하되,
상기 검출부는,
상기 영상 입력부에 입력된 상기 이미지를 이용하여 상기 이미지를 구성하는 각각의 열에 대한 신호분포 곡선을 추출하는 추출부; 및
상기 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환하는 변환부;를 더 포함하고,
상기 신호분포 곡선은 상기 이미지를 구성하는 각각의 열을 이루는 복수의 픽셀의 그레이 값의 합을 나타내는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
An image input unit receiving an image acquired by the CCD sensor;
A detector for detecting a position of a first column in which the smear is generated among columns constituting the image when a smear is generated in the image input to the image input unit; And
And removing the smear from the image based on the detected position information of the first column,
Wherein:
An extracting unit for extracting a signal distribution curve for each column constituting the image using the image input to the image input unit; And
And a conversion unit for converting the signal distribution curve into a normal distribution curve,
Wherein the signal distribution curve represents a sum of gray values of a plurality of pixels constituting each column constituting the image.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 검출부는 상기 정규분포 곡선을 기 설정된 임계치와 비교하여 이진패턴 맵을 생성하고,
상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 작은 영역에서 상기 이진패턴 맵은 0의 값을 갖고, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 큰 영역에서 상기 이진패턴 맵은 1의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the detector compares the normal distribution curve with a predetermined threshold to generate a binary pattern map,
Wherein the binary pattern map has a value of 0 in an area where the normal distribution curve is smaller than the threshold value and the binary pattern map has a value of 1 in an area where the normal distribution curve is larger than the threshold value. .
제 3항에 있어서,
상기 이진패턴 맵이 1의 값을 갖는 영역은 상기 이미지의 상기 제 1 열에 대응되는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
The method of claim 3,
Wherein the region having the value of 1 in the binary pattern map corresponds to the first column of the image.
제 3항에 있어서,
상기 임계치는 하기의 수학식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
수학식
Figure 112014123231270-pat00113

상기 수학식에서, 상기
Figure 112014123231270-pat00114
는 상기 임계치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00115
는 상기 신호분포 곡선의 평균이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00116
는 가중치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00117
는 상기 신호분포 곡선의 표준편차이다.
The method of claim 3,
Wherein the threshold value is determined according to the following equation.
Equation
Figure 112014123231270-pat00113

In the above equation,
Figure 112014123231270-pat00114
Is the above-mentioned threshold value,
Figure 112014123231270-pat00115
Is an average of the signal distribution curves,
Figure 112014123231270-pat00116
Is a weight,
Figure 112014123231270-pat00117
Is the standard deviation of the signal distribution curve.
제 4항에 있어서,
상기 검출부는,
상기 제 1 열과 인접한 열 중 일부를 상기 제 1 열에 추가시킴으로써 상기 제 1 열의 너비를 확장시키는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein:
Wherein a width of the first column is increased by adding a part of the column adjacent to the first column to the first column.
제 6항에 있어서,
상기 제거부는,
상기 이미지를 이루는 복수의 픽셀 각각의 그레이 값에서 상기 이진패턴 맵을 이루는 복수의 픽셀 각각의 그레이 값을 차감하고,
상기 차감된 결과를 이용하여 상기 제 1 열에 발생된 상기 스미어를 제거하는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
The method according to claim 6,
The removing unit
Subtracting a gray value of each of a plurality of pixels constituting the binary pattern map from a gray value of each of a plurality of pixels constituting the image,
And removing the smear generated in the first column by using the subtracted result.
CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 영상 입력부;
상기 영상 입력부에 입력된 상기 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 검출부;
상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제거부; 및
소정의 보간법을 이용하여 상기 스미어가 제거된 상기 제 1 열에 대한 이미지를 복원하는 복원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
An image input unit receiving an image acquired by the CCD sensor;
A detector for detecting a position of a first column in which the smear is generated among columns constituting the image when a smear is generated in the image input to the image input unit;
A removal unit for removing the smear from the image based on the detected position information of the first column; And
And a reconstruction unit for reconstructing the image of the first column from which the smear is removed by using a predetermined interpolation method.
제 8항에 있어서,
상기 복원부의 보간법은,
패치 내의 복수의 픽셀 각각에 대하여 우선순위를 계산하고, 상기 계산된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 갖는 최우선순위의 픽셀을 결정하며, 상기 최우선순위의 픽셀과 상기 패치 내의 복수의 픽셀 중 상기 제 1 열을 구성하지 않는 픽셀의 유사도 비교를 통하여 복원을 수행하고,
상기 패치는 상기 제 1 열을 구성하는 픽셀의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
9. The method of claim 8,
The interpolation method of the reconstruction unit may include:
Calculating a priority for each of the plurality of pixels in the patch, determining a highest priority pixel having the highest priority among the calculated priorities, and determining the highest priority pixel among the plurality of pixels in the patch, The restoration is performed by comparing the similarity of the pixels not constituting the column,
Wherein the patch comprises at least a portion of pixels constituting the first column.
제 9항에 있어서,
상기 복원부는,
상기 제 1 열을 구성하는 모든 픽셀에 대하여 복원이 수행될 때까지 상기 보간법을 적용하는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
10. The method of claim 9,
The restoration unit,
Wherein the interpolation method is applied until restoration is performed on all the pixels constituting the first column.
제 9항에 있어서,
상기 우선순위는 하기의 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 장치.
수학식
Figure 112014123231270-pat00118

상기 수학식에서, 상기
Figure 112014123231270-pat00119
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00120
의 우선순위이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00121
는 픽셀의 신뢰도이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00122
는 상기 패치이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00123
는 상기 패치의 크기이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00124
는 입력된 이미지이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00125
는 복원할 영역이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00126
는 구조체의 방향 단위 벡터이고, 상기
Figure 112014123231270-pat00127
는 픽셀
Figure 112014123231270-pat00128
에서의 경계(contour)에 대한 법선 단위 벡터이며, 상기
Figure 112014123231270-pat00129
는 정규화 상수(normalization constant)이다.
10. The method of claim 9,
Wherein the priority order is calculated according to the following equation.
Equation
Figure 112014123231270-pat00118

In the above equation,
Figure 112014123231270-pat00119
Gt;
Figure 112014123231270-pat00120
Is the priority of
Figure 112014123231270-pat00121
Is the reliability of the pixel,
Figure 112014123231270-pat00122
Is the patch,
Figure 112014123231270-pat00123
Is the size of the patch,
Figure 112014123231270-pat00124
Is an input image,
Figure 112014123231270-pat00125
Is an area to be restored,
Figure 112014123231270-pat00126
Is the direction unit vector of the structure,
Figure 112014123231270-pat00127
Gt;
Figure 112014123231270-pat00128
Is a normal unit vector for the contour in
Figure 112014123231270-pat00129
Is a normalization constant.
CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 제 1 단계;
상기 입력된 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 제 2 단계; 및
상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제 3 단계;를 포함하되,
상기 제 2 단계는,
상기 입력된 이미지를 이용하여 상기 이미지를 구성하는 각각의 열에 대한 신호분포 곡선을 추출하는 단계;
상기 신호분포 곡선을 정규분포 곡선으로 변환하는 단계; 및
상기 정규분포 곡선을 기 설정된 임계치와 비교하여 이진패턴 맵을 생성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 신호분포 곡선은 상기 이미지를 구성하는 각각의 열을 이루는 복수의 픽셀의 그레이 값의 합을 나타내며,
상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 작은 영역에서 상기 이진패턴 맵은 0의 값을 갖고, 상기 정규분포 곡선이 상기 임계치보다 큰 영역에서 상기 이진패턴 맵은 1의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 방법.
A first step of receiving an image acquired by the CCD sensor;
A second step of, when a smear is generated in the input image, detecting a position of the first column in which the smear is generated among columns constituting the image; And
And removing the smear from the image based on the detected position information of the first column,
The second step comprises:
Extracting a signal distribution curve for each column constituting the image using the input image;
Transforming the signal distribution curve into a normal distribution curve; And
Comparing the normal distribution curve with a predetermined threshold value to generate a binary pattern map,
Wherein the signal distribution curve represents a sum of gray values of a plurality of pixels constituting each column constituting the image,
Wherein the binary pattern map has a value of 0 in an area where the normal distribution curve is smaller than the threshold value and the binary pattern map has a value of 1 in an area where the normal distribution curve is larger than the threshold value. .
삭제delete CCD 센서에 의하여 획득된 이미지를 입력받는 제 1 단계;
상기 입력된 이미지에 스미어가 발생된 경우, 상기 이미지를 구성하는 열(column) 중 상기 스미어가 발생된 제 1 열의 위치를 검출하는 제 2 단계;
상기 검출된 제 1 열의 위치 정보에 기반하여 상기 이미지로부터 상기 스미어를 제거하는 제 3 단계; 및
소정의 보간법을 이용하여 상기 스미어가 제거된 상기 제 1 열에 대한 이미지를 복원하는 제 4 단계;를 포함하되,
상기 제 4 단계는,
패치 내의 복수의 픽셀 각각에 대하여 우선순위를 계산하는 단계;
상기 계산된 우선순위 중 가장 높은 우선순위를 갖는 최우선순위의 픽셀을 결정하는 단계; 및
상기 최우선순위의 픽셀과 상기 패치 내의 복수의 픽셀 중 상기 제 1 열을 구성하지 않는 픽셀의 유사도 비교를 통하여 복원을 수행하는 단계;를 더 포함하고,
상기 패치는 상기 제 1 열을 구성하는 픽셀의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 제거 방법.
A first step of receiving an image acquired by the CCD sensor;
A second step of, when a smear is generated in the input image, detecting a position of the first column in which the smear is generated among columns constituting the image;
A third step of removing the smear from the image based on the detected position information of the first column; And
And a fourth step of restoring an image of the first column from which the smear is removed by using a predetermined interpolation method,
In the fourth step,
Calculating a priority for each of the plurality of pixels in the patch;
Determining a highest priority pixel having the highest priority among the calculated priorities; And
And performing a restoration through comparison of similarity of pixels of the highest priority among the plurality of pixels in the patch that do not constitute the first column,
Wherein the patch comprises at least a portion of the pixels constituting the first column.
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