KR101535196B1 - Apparatus and Method of Image Segmentation based on the Texture Characteristics - Google Patents

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KR101535196B1 KR1020140181658A KR20140181658A KR101535196B1 KR 101535196 B1 KR101535196 B1 KR 101535196B1 KR 1020140181658 A KR1020140181658 A KR 1020140181658A KR 20140181658 A KR20140181658 A KR 20140181658A KR 101535196 B1 KR101535196 B1 KR 101535196B1
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Abstract

The present invention relates to a technique for segmenting an image, and more particularly, to an apparatus for segmenting an image based on text characteristics and a method thereof. According to the present invention, a texture channel signal which presents complexity of a texture based on a roughness level of an image is calculated by using a fractal-dimensional image signal, and the image is segmented based on a mean shift vector calculated by using the calculated texture channel signal such that a flat pattern area of the texture and a boundary of the image are stably detected and separated, and also the occurrence of over-segmentation for a part determined as the same texture with respect to even a complex pattern area is suppressed, and the part is effectively separated as one area.

Description

질감 특성을 고려한 영상 분할 장치 및 그 방법{Apparatus and Method of Image Segmentation based on the Texture Characteristics}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image segmentation apparatus and an image segmentation method,

본 발명은 영상을 분할하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for segmenting an image.

영상 세그멘테이션 또는 영상 영역 분할 기술은 컴퓨터 비전 분야에서 영상을 여러 개의 의미있는 영역으로 분할하는 기술이다. 이를 위하여 영상을 일정한 특징에 따라 분류하여 동일한 특징을 보이는 영역들을 각각 하나로 합치고, 다른 특성을 보이는 영역들 간에는 경계를 설정한다. 이와 같은 세그멘테이션 기술은 분할된 영역들을 이용하여 영상 내의 경계를 구분하고 물체를 검출하는 등에 활용된다.Image segmentation or image segmentation is a technique that divides an image into several meaningful regions in the field of computer vision. For this purpose, the images are classified according to certain characteristics, and the regions having the same characteristics are combined into one, and the boundaries are set between the regions having different characteristics. Such a segmentation technique is used for dividing boundaries in an image and detecting objects using divided regions.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 제안된 종래의 기술로는 Watershed 방식이 있다. 위 방식은 영상에서 화소의 분포가 다른 곳에 비하여 낮아지거나 높아지는 곳을 영상의 경계로 설정하고 문턱값을 조정하여 영상의 영역을 나누는 방법으로, 다양하게 많이 활용되고 있다. 그러나 위 방식은 영상 내에서 오버 세그멘테이션, 즉 텍스쳐가 복잡한 부분에서 과도하게 영역 분할이 이루어지는 문제점이 있다. In order to achieve the above-mentioned object, there is a watershed method as a conventional technique proposed. The above method is widely used as a method of dividing a region of an image by setting a boundary where the distribution of the pixels in the image is lower or higher than the other region as an image boundary and adjusting the threshold value. However, the above method has a problem in that over-segmentation in the image, that is, excessive region division is performed in a portion where the texture is complicated.

일례로, 하기 선행기술문헌과 같이 Watershed 알고리즘에 의하여 오버 세그멘테이션된 이미지를 기반으로 영역을 서로 합병(merge)하는 방식으로 이미지 영역 분할을 수행하는 방법이 있다. 하지만 위 방법은 밝기 정보만을 사용하여 얻은 오버 세그멘테이션 이미지를 기반으로 밝기, 색깔 정보를 이용하여 합병을 수행하는 알고리즘 상 근본적인 결함이 있으며, 영역 합병 문턱값 에 따라 이미지에 따라서 영역 분할이 다르게 이뤄지는 문제점이 있다.For example, there is a method of performing image area segmentation in a manner that merges regions based on an oversegmented image by a Watershed algorithm as in the prior art document. However, the above method has a fundamental defect in the algorithm that performs the merging using the brightness and color information based on the oversegmentation image obtained using only the brightness information, and the problem that the area division is different according to the image merging threshold value have.

해외학술지 : Automatic Image Segmentation by Dynamic Region Merging, Bo Peng, Zhang, D., Image Processing, IEEE Transactions on (Volume:20, Issue: 12)International Journal: Automatic Image Segmentation by Dynamic Region Merging, Bo Peng, Zhang, D., Image Processing, IEEE Transactions on (Volume: 20, Issue: 12)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 영상의 거친 정도를 기반으로 텍스쳐의 복잡도를 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 프렉탈 차원 영상 신호를 이용하여 산출하고 이를 이용하여 계산한 평균 이동 벡터를 기준으로 영상을 분할함으로써, 텍스쳐의 패턴이 평탄한 영역과 영상의 경계를 안정적으로 검출하고 구분하면서, 텍스쳐의 패턴이 복잡한 영역에 대하여도 동일한 텍스쳐로 판명된 부분을 오버 세그멘테이션의 발생을 억제하면서 하나의 영역으로 효율적으로 구분하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a method and an apparatus for processing a texture channel signal representing a texture complexity based on roughness of an image using a fractal image signal and dividing the image based on an average motion vector calculated using the texture channel signal, It is possible to stably detect and distinguish the boundary between the flat area of the texture and the image, and to divide the area, which is determined to be the same texture, into a single area while suppressing the occurrence of oversegmentation, And an object thereof is to provide an image dividing device and a method thereof which take texture characteristics into account.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 유형에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치는, 분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 텍스쳐 채널 신호 획득부; 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득하는 평균 이동 과정부; 및 상기 평균 이동 과정부에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 영상 분할부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image dividing apparatus that takes texture characteristics according to one aspect of the present invention into a plurality of subpixels, A texture channel signal acquisition unit for acquiring a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a regional image composed of pixels; An average shifting process (Mean Shift Process) is performed for each pixel of the target image using the coordinate information of each pixel, the video signal information, and the obtained texture channel signal to obtain an average vector Process part; And an image divider that divides the target image into partial images using the average vector obtained by the average movement process unit.

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부에서 획득된 상기 텍스쳐 채널 신호의 역동 범위(Dynamic Range)를 상기 대상 영상의 영상 신호의 역동 범위(Dynamic Range)에 따라 조정하는 정규화 과정을 수행하는 정규화부를 더 포함하고, 상기 평균 이동 과정부는 상기 정규화부에서 정규화된 상기 텍스쳐 채널 신호를 이용하여 평균 이동 과정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The image processing apparatus may further include a normalization unit performing a normalization process of adjusting a dynamic range of the texture channel signal obtained by the texture channel signal acquisition unit according to a dynamic range of a video signal of the target image, And the average movement process unit performs an average movement process using the texture channel signal normalized by the normalization unit.

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들의 분산을 산출하고, 상기 산출된 분산을 상기 각 화소에서의 상기 텍스쳐 채널 신호로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the texture channel signal obtaining unit may calculate a variance of pixels located within a predetermined distance from each pixel of each pixel of the target image, and set the calculated variance as the texture channel signal of each pixel . ≪ / RTI >

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 지역적 연산을 수행하여 프렉탈 차원 이미지를 획득하고, 상기 프렉탈 차원 이미지의 신호 값을 상기 텍스쳐 채널 신호 값으로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the texture channel signal obtaining unit may perform a local operation on each pixel of the target image to obtain a fractal image, and set the signal value of the fractal image to the texture channel signal value .

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하고, 상기 산출된 프렉탈 차원을 이용하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the texture channel signal obtaining unit obtains a luminance image of the target image, sets an image block having a predetermined size for each pixel of the luminance image, calculates a fractal size for the set image block, And calculating a signal value for each pixel of the fractal image using the calculated fractal dimension.

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는, 상기 산출된 프렉탈 차원을 미리 정해진 일정한 범위의 수로 정규화하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the texture channel signal obtaining unit may normalize the calculated fractal dimension to a predetermined range, and calculate a signal value for each pixel of the fractal dimension image.

여기서, 상기 프렉탈 차원은 박스 계수 차원(box counting dimension)인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the fractal dimension may be a box counting dimension.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하고, 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고, 상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average moving process unit obtains, for each pixel of the target image, a first vector component having a pixel coordinate value, a second vector component composed of a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal, Peripheral pixels within a threshold distance from each of the pixels for each pixel of the target image and for which the difference between the second vector component with the pixel is within the threshold signal difference is selected and set as an average moving participant pixel for each pixel , And calculating the average vector of each pixel using the average moving interest pixel.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하고, 상기 평균벡터는, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average movement process unit may use the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image and the first vector component and the second vector component of the average motion-involved pixels for each pixel, , And the average vector is calculated by calculating the average vector of each pixel based on the first vector component composed of the pixel coordinate values, the luminance signal, the color difference signal, and the second vector component And a control unit.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average moving process unit may calculate the average vector through an iterative updating process.

여기서, 상기 갱신 과정 중 최초의 갱신 과정은, 상기 평균벡터의 초기값을 상기 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분으로 이루어지는 벡터로 설정하고, 상기 설정된 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분과 상기 제2벡터 성분을 이용하여 새로운 상기 평균벡터를 산출하여, 상기 평균벡터를 갱신하고, 상기 갱신 과정 중 최초 이후의 갱신 과정은, 이전의 갱신 과정에서 갱신된 상기 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the initial updating process of the updating process sets an initial value of the average vector to a vector composed of the first vector component and the second vector component of each pixel, Calculating the new average vector using the first vector component and the second vector component of the pixel to update the average vector, and updating the initial vector after the first updating process, And updating the average vector using an average vector and the first vector component and the second vector component of the average moving-involved pixel.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는, 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하고, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하고, 상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average moving process unit may calculate a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participating pixel, and calculate a second distance between the second vector component of the average vector and the average moving Calculating a second distance between the second vector components of the involved pixels, and updating the average vector using the first distance and the second distance.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는, 화소에서의 상기 제1벡터 성분과 상기 제2벡터 성분을 포함하는 벡터를 특정 벡터라고 할 때, 하기 식 1과 같이 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.Here, the average moving process unit may calculate the average vector according to the following equation 1, when a vector including the first vector component and the second vector component in a pixel is a specific vector: Image segmentation device considering characteristics.

식 1Equation 1

Figure 112014122281881-pat00001
Figure 112014122281881-pat00001

(여기서 X는 상기 평균벡터를 산출하는 대상 화소에서의 상기 특정 벡터이고, V(X)는 상기 평균벡터이고, j는 상기 갱신 과정의 반복 횟수를 나타내는 인덱스이고, N(X)는 상기 X에 대응하는 화소 대한 상기 평균이동 관여화소의 각 상기 특정 벡터들로 이루어진 집합이고,

Figure 112014122281881-pat00002
는 상기 평균이동 관여화소의 상기 특정 벡터이고,
Figure 112014122281881-pat00003
는 상기 문턱신호차이이고,
Figure 112014122281881-pat00004
는 상기 문턱거리이고,
Figure 112014122281881-pat00005
는 상기
Figure 112014122281881-pat00006
의 상기 제1 벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00007
는 상기
Figure 112014122281881-pat00008
의 상기 제2 벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00009
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터 V(X)의 제1벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00010
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터 V(X)의 제2벡터 성분이다.)Wherein X is the specific vector in the target pixel from which the average vector is calculated, V (X) is the average vector, j is an index indicating the number of iterations of the updating process, and N (X) And a set of each of the specific vectors of the average mobile-affixed pixel for a corresponding pixel,
Figure 112014122281881-pat00002
Is the specific vector of the average moving-interest pixel,
Figure 112014122281881-pat00003
Is the threshold signal difference,
Figure 112014122281881-pat00004
Is the threshold distance,
Figure 112014122281881-pat00005
Quot;
Figure 112014122281881-pat00006
≪ / RTI >
Figure 112014122281881-pat00007
Quot;
Figure 112014122281881-pat00008
≪ / RTI >
Figure 112014122281881-pat00009
Is the first vector component of the average vector V (X) calculated for X,
Figure 112014122281881-pat00010
Is the second vector component of the mean vector V (X) calculated for X.)

여기서, 상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고, 상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the first distance is a value according to a norm of a difference between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving pixel, Of the second vector component of the mean vector and a mean of a difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion- A second vector component of the second vector component of the average vector and a second vector component of the second vector component of the average vector, And is a value according to the norm of the difference between the two.

여기서, 상기 평균 이동 과정부는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, if the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value, Calculating the second distance by using a value obtained by multiplying the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average moving involved pixels by a predetermined weighting value .

여기서, 상기 평균 이동 과정부는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, if the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value, The difference between the texture channel signal of the second vector component of the average vector and the texture channel signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is set to 0, and the second distance is calculated. can do.

여기서, 상기 갱신 과정은 갱신 이전과 이후의 상기 평균벡터 간의 차이의 절대치가 일정한 값 이하가 될 때까지 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다.Herein, the updating process is repeated until the absolute value of the difference between the average vectors before and after the updating becomes equal to or less than a predetermined value.

여기서, 상기 영상 분할부는 상기 대상 영상의 각 화소 별 상기 평균벡터를 기준으로, 상기 평균벡터 간의 차이가 미리 정해진 일정한 기준 이하인 유사한 화소들을 하나의 영역으로 통합하여, 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the image dividing unit may divide the target image into partial images by integrating similar pixels having a predetermined difference between the average vectors and less than a predetermined reference, based on the average vector for each pixel of the target image, . ≪ / RTI >

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법은, 분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 텍스쳐 채널 신호 획득 단계; 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득하는 평균 이동 과정 단계; 및 상기 평균 이동 과정 단계에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 영상 분할 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image segmentation method considering texture characteristics according to another aspect of the present invention. The image segmentation method includes receiving a target image to be segmented, A texture channel signal acquisition step of acquiring a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a regional image composed of pixels which are arranged in a predetermined direction; An average shifting process (Mean Shift Process) is performed for each pixel of the target image using the coordinate information of each pixel, the video signal information, and the obtained texture channel signal to obtain an average vector Process steps; And an image segmentation step of segmenting the target image into partial images using the average vector obtained in the average movement step.

여기서, 상기 텍스쳐 채널 신호 획득 단계는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하고, 상기 산출된 프렉탈 차원을 이용하여 상기 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the acquiring of the texture channel signal may include acquiring a luminance image of the target image, setting an image block having a predetermined size for each pixel of the luminance image, and calculating a fractal dimension for the set image block And acquiring the texture channel signal using the calculated fractal dimension.

여기서, 상기 평균 이동 과정 단계는, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하고, 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고, 상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The average moving step may include obtaining a first vector component having a pixel coordinate value and a second vector component including a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal, for each pixel of the target image, Selecting peripheral pixels within a threshold distance from each pixel for each pixel of the target image and having a threshold signal difference between the second vector component and each pixel, And calculates the average vector of each pixel using the average moving interest pixel.

여기서, 상기 평균 이동 과정 단계는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하고, 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것을 특징으로 하고, 상기 평균벡터는, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average moving step may include using the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image and the first vector component and the second vector component of the average motion-involved pixels for each pixel Wherein the average vector is calculated by calculating the average vector of each pixel, and the average vector is calculated through an iterative updating process, wherein the average vector is obtained by multiplying the first vector component, the luminance signal, And the second vector component including the color difference signal and the texture channel signal.

여기서, 상기 평균 이동 과정 단계는, 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하되, 상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하되, 상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고, 상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Calculating a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participating pixel, wherein the first distance is calculated by multiplying the first component of the mean vector And a second vector component of the mean moving-participating pixel, wherein the second vector component of the average moving-involved pixel is a value according to a norm of a difference between the first vector of the average moving- Wherein the second distance is defined as a sum of a norm of a difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average moving- A norm of a difference between a chrominance signal of the second vector component and a chrominance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel, and a norm of a difference between the texture channel signal and the texture channel signal of the second vector component of the average vector, Wherein the average vector is a value according to a norm of a difference between the texture channel signals of the second vector components of the gyro-motion-involved pixels, and updating the average vector using the first distance and the second distance .

여기서, 상기 평균 이동 과정 단계는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 위도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하고, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, if the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value, The second distance is calculated using a value obtained by multiplying the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the latency signal of the second vector component of the average motion-involved pixel by a predetermined weighting value , And when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average moving-participating pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value, in calculating the second distance, The difference between the texture channel signal of the second vector component and the texture channel signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is set to 0 It can be characterized by calculating the second distance.

본 발명에 따른 감 특성을 고려한 영상 분할 장치 및 그 방법에 의하면, 텍스쳐의 패턴이 평탄한 영역과 영상의 경계를 안정적으로 검출하고 구분하면서, 텍스쳐의 패턴이 복잡한 영역에 대하여도 동일한 텍스쳐로 판명된 부분을 오버 세그멘테이션의 발생을 억제하면서 하나의 영역으로 효율적으로 구분하는 효과가 있다.According to the image dividing device and the method considering the reduction characteristics according to the present invention, it is possible to stably detect and distinguish the boundary between the flat area and the image of the texture, Is effectively divided into one area while suppressing the occurrence of over-segmentation.

도 1a 와 도 1b는 영상 분할 기술을 이용하여 영상을 분할한 일 예를 나타내는 참고도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 텍스쳐 채널 신호 획득부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명에 따른 평균 이동 과정부에서 에지 지역에서의 평균벡터 산출 조건을 달리하는 방식을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치를 이용한 영상분할 결과, 기존의 영상 분할 방식의 오버 세그멘테이션 문제가 해결되었음을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법의 흐름도이다.
1A and 1B are reference views showing an example of dividing an image using an image segmentation technique.
FIG. 2 is a block diagram of an image segmentation apparatus considering texture characteristics according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a reference diagram for explaining the operation of the texture channel signal acquisition unit according to the present invention.
FIG. 4 is a reference diagram for explaining a method of varying the average vector calculation condition in the edge region in the average movement process unit according to the present invention.
FIGS. 5 and 6 are reference views for explaining an image segmentation result using an image segmentation device considering the texture characteristic according to the present invention, and solving the oversegmentation problem of the conventional image segmentation method.
7 is a flowchart of an image segmentation method considering texture characteristics according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

영상에서 유사한 성질을 가지는 영역끼리 분할하는 영상 분할 기술은 객체 검출, 객체 인식 및 부분 영상 분할 등 다양한 기술 분야에서 활용되는 기술이다. 기존에 에지를 기준으로 영상의 객체에 따른 부분 영상을 분할하는 다양한 기술들이 제안되어 왔다. 그러나 이와 같이 에지만을 주된 기준으로 영상을 분할하게 될 경우 복잡한 텍스쳐 성질을 가지는 객체에 대하여는 과도하게 영역이 분할되는 오버 세그멘테이션 문제가 발생하게 된다. 따라서 이와 같은 영상 분할 기술에 있어서 중요한 점은 입력 영상에서 유사한 텍스쳐 성질을 가지는 영역을 올바르게 분별하여 영역을 구분하는 것이다.An image segmentation technique that divides regions having similar properties in an image is a technique utilized in various technical fields such as object detection, object recognition, and partial image segmentation. Various techniques for dividing a partial image according to an object of an image have been proposed based on the edge. However, when the image is divided based on only the edge as described above, an over-segmentation problem occurs in which an area is excessively divided for an object having complicated texture properties. Therefore, an important point in such an image segmentation technique is to correctly discriminate regions having similar texture properties in the input image, and to identify regions.

도 1a는 이와 같은 영상 분할 기술을 이용하여 입력된 영상을 분할한 일 예를 나타내는 참고도이다. 도 1a를 참조하면 도 1a는 영상에 포함된 객체에 따라 분할되고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 통상 특정 객체에 해당하는 영상 부분은 동일 또는 유사한 텍스쳐 성질을 가지는 특성을 지닌다. 따라서 영상에서 텍스쳐 성질에 따라 영상을 분할하면 객체의 위치와 구조 및 성질을 반영하는 의미있는 부분 영상을 획득할 수 있다.FIG. 1A is a reference view showing an example in which an input image is divided using the image segmentation technique. Referring to FIG. 1A, it can be seen that FIG. 1A is divided according to objects included in an image. In general, image portions corresponding to a specific object have properties having the same or similar texture properties. Therefore, if the image is segmented according to the texture properties in the image, a meaningful partial image reflecting the position, structure and properties of the object can be obtained.

도 1b는 도 1a에 포함된 각 객체의 영상의 텍스쳐가 서로 상이한 성질을 가지고 있음을 나타낸다. 도 1b를 참조하면 하늘 부분(T10)은 비교적 평탄한 텍스쳐 성질을 가지고 있는 반면, 건초 더미 부분(T30)은 건초의 성질에 따른 복잡한 패턴을 가지는 텍스쳐 성질을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 잔디 부분(T20)은 하늘 부분(T10) 보다는 복잡하지만 건초 더미 부분(T30) 보다는 평탄한 텍스쳐 성질을 가지고 있음을 확인할 수 있다.FIG. 1B shows that the texture of each object included in FIG. 1A has different properties. Referring to FIG. 1B, it can be seen that the sky portion T10 has a relatively smooth texture property, while the haystack portion T30 has a texture characteristic having a complicated pattern according to hay properties. The grass part (T20) is more complex than the sky part (T10), but has a texture property that is more flat than the hay dummy part (T30).

따라서 이와 같이 영역 분할의 대상이 되는 영상에서의 텍스쳐 성분을 고려하면서 영상을 분할하여야할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to segment the image while considering the texture component in the image to be segmented.

본 발명에서는 영상의 거친 정도를 기반으로 텍스쳐의 복잡도를 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 프렉탈 차원 영상 신호를 이용하여 산출하고 이를 이용하여 계산한 평균 이동 벡터를 기준으로 영상을 분할함으로써, 텍스쳐의 패턴이 평탄한 영역과 영상의 경계를 안정적으로 검출하고 구분하면서, 텍스쳐의 패턴이 복잡한 영역에 대하여도 동일한 텍스쳐로 판명된 부분을 오버 세그멘테이션의 발생을 억제하면서 하나의 영역으로 효율적으로 구분하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치 및 그 방법을 제안한다.In the present invention, a texture channel signal representing a complexity of a texture is calculated based on roughness of an image using a fractal image signal, and the image is divided on the basis of an average motion vector calculated using the texture channel signal. And the image boundary is stably detected and separated. In addition, a portion of the texture, which is determined by the same texture, is efficiently segmented into a single region while suppressing the occurrence of oversegmentation. Device and method therefor.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치의 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram of an image segmentation apparatus considering texture characteristics according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

상기 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치는 텍스쳐 채널 신호 획득부(100), 평균 이동 과정부(200), 영상 분할부(300)를 포함할 수 있다.The image segmentation device considering the texture characteristic according to the present invention may include a texture channel signal acquisition unit 100, an average movement process unit 200, and an image segmentation unit 300.

텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득한다.The texture channel signal acquisition unit 100 receives a target image to be segmented and generates a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a local image including pixels positioned within a predetermined distance from the pixels of the target image, Signal.

평균 이동 과정부(200)는 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득한다.The average movement process unit 200 performs a mean shift process for each pixel of the target image using the coordinate information of the pixels, the video signal information, and the obtained texture channel signal, And obtains a star average vector.

여기서 좌표 정보는 상기 대상 영상의 각 화소가 영상 내 위치하는 좌표를 의미한다. 예를 들어 상기 대상 영상의 좌측 상단 화소를 원점으로 설정하였을 때 상기 좌표 정보는 상기 원점을 기준으로 한 2차원 좌표인 (x, y)로 표현될 수 있다. 또한 여기서 상기 영상 신호 정보는 각 화소에서의 휘도 및 색차 신호를 의미하고, 필요에 따라 다양한 색공간을 적용하여 휘도 및 색차 신호를 획득하는 것이 바람직하다. 또한 필요에 따라서 상기 영상 신호 정보는 R, G, B와 같은 색상 신호가 될 수도 있다. 즉 상기 영상 신호 정보는 특별한 색 공간 및 색 변환 방법에 한정되지 아니하고 각 화소의 영상 신호 성분을 표현할 수 있는 다양한 포맷을 적용하여 획득할 수 있다.Here, the coordinate information means a coordinate where each pixel of the target image is located in the image. For example, when the upper left pixel of the target image is set as the origin, the coordinate information may be expressed by (x, y) which is a two-dimensional coordinate with respect to the origin. Here, the image signal information means luminance and chrominance signals in each pixel, and it is preferable to acquire luminance and chrominance signals by applying various color spaces as needed. Also, the video signal information may be a color signal such as R, G, or B, if necessary. That is, the video signal information is not limited to a specific color space and color conversion method, and can be acquired by applying various formats capable of expressing image signal components of each pixel.

여기서 평균 이동 과정(Mean Shift Process)은 반복적인 갱신 과정을 통하여 평균벡터를 산출 및 획득하는 과정이다. 그리고 여기서 평균벡터는 상기 대상 영상의 각 화소 별로 설정된 특정 벡터에 대하여, 상기 특정 벡터들의 가중 평균 연산을 통해 산출되는 벡터이다. 이와 같은 평균 이동 과정부(200)의 동작에 대하여는 아래에서 보다 상세히 설명한다.Here, the mean shift process is a process of calculating and acquiring an average vector through an iterative update process. Here, the average vector is a vector calculated through a weighted average calculation of the specific vectors with respect to a specific vector set for each pixel of the object image. The operation of the average movement process unit 200 will be described in more detail below.

영상 분할부(300)는 평균 이동 과정부(200)에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할한다.The image divider 300 divides the target image into partial images using the average vector obtained in the average movement processing unit 200. [

여기서 상기 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치는 정규화부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Herein, the image dividing apparatus considering the texture characteristic according to the present invention may further include a normalizing unit (not shown).

상기 정규화부는 상기 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)에서 획득된 상기 텍스쳐 채널 신호의 역동 범위(Dynamic Range)를 상기 대상 영상의 영상 신호의 역동 범위(Dynamic Range)에 따라 조정하는 정규화 과정을 수행하고, 평균 이동 과정부(200)는 상기 정규화부에서 정규화된 상기 텍스쳐 채널 신호를 이용하여 평균 이동 과정을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 대상 영상의 영상 신호의 역동 범위가 0 내지 255인 경우, 상기 텍스쳐 채널 신호의 역동 범위를 이에 따라 조정할 수 있다.The normalization unit performs a normalization process of adjusting a dynamic range of the texture channel signal obtained from the texture channel signal acquisition unit 100 according to a dynamic range of a video signal of the target image, The average movement processing unit 200 may perform an average movement process using the texture channel signal normalized by the normalization unit. For example, if the dynamic range of the video signal of the target image is 0 to 255, the dynamic range of the texture channel signal can be adjusted accordingly.

다음으로는 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, the operation of the texture channel signal acquisition unit 100 will be described in more detail.

텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들의 분산을 산출하고, 상기 산출된 분산을 상기 각 화소에서의 상기 텍스쳐 채널 신호로 설정할 수 있다.The texture channel signal acquisition unit 100 calculates a variance of pixels located within a predetermined distance from each pixel of each pixel of the target image and sets the calculated variance to the texture channel signal of each pixel .

또한 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 이하 상술할 바와 같이 상기 대상 영상에서 획득한 프렉탈 차원 이미지를 상기 텍스쳐 채널 신호로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the texture channel signal acquisition unit 100 may set the texture channel signal to the fractal image obtained from the target image, as described below.

이때 상기 분산을 텍스쳐 채널 신호로 설정하는 것 보다, 상기 프렉탈 차원 이미지를 상기 텍스쳐 채널 신호로 설정하는 것이 보다 바람직하다.In this case, it is more preferable to set the texture channel signal to the fractal dimension image than to set the dispersion to the texture channel signal.

텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 지역적 연산을 수행하여 프렉탈 차원 이미지를 획득하고, 상기 프렉탈 차원 이미지의 신호 값을 상기 텍스쳐 채널 신호 값으로 설정하는 것이 바람직하다.Preferably, the texture channel signal acquisition unit 100 acquires a fractal image by performing a local operation on each pixel of the target image, and sets the signal value of the fractal image as the texture channel signal value.

여기서, 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하여, 상기 산출된 프렉탈 차원을 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값으로 할 수 있다. 또는 상기 산출된 프렉탈 차원을 미리 정해진 일정한 범위의 수(예를 들면 0 부터 255)로 정규화하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값으로 할 수도 있다. 여기서 상기 프렉탈 차원은 다음과 같이 기존의 DBC(Differential Box Counting) 방식을 이용하여 산출할 수 있다. 여기서 프렉탈 차원 이미지는 각 화소의 신호값이 상기 프렉탈 차원 값이 되는 영상을 의미한다. 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 정사각형의 커널을 설정하고, 상기 정사각형의 커널 안의 부분 이미지의 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출한다. 여기서 상기 프렉탈 차원은 박스 계수 차원(box counting dimension)인 것이 바람직하고, 이는 기존의 DBC(Differential Box Counting) 방식을 이용하여 산출할 수 있다. 다음으로 상기 각 픽셀들 마다 산출된 상기 프렉탈 차원은 일정한 범위(예를 들면 0 부터 255) 사이의 수로 매핑되는 정규화 과정을 거쳐 상기 프렉탈 차원 이미지의 신호 값이 될 수 있다.Here, the texture channel signal acquisition unit 100 acquires a luminance image of the target image, sets an image block having a predetermined size for each pixel of the luminance image, and performs a Fractal Dimension And the calculated fractal dimension may be used as the signal value of each pixel of the fractal image. Alternatively, the calculated fractal dimension may be normalized to a predetermined fixed number (for example, 0 to 255) to be a signal value for each pixel of the fractal image. Here, the fractal dimension can be calculated using a conventional DBC (Differential Box Counting) method as follows. Here, the fractal dimension image means an image in which the signal value of each pixel is the fractal dimension value. The texture channel signal acquisition unit 100 sets a square kernel for each pixel of the target image and calculates a fractal dimension of the partial image in the square kernel. Here, the fractal dimension is preferably a box counting dimension, which can be calculated using a conventional DBC (Differential Box Counting) method. Next, the fractal dimension calculated for each of the pixels may be a signal value of the fractal dimension image through a normalization process, which is mapped to a predetermined range (for example, 0 to 255).

텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는, 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소를 중심으로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 상기 프렉탈 차원을 산출하고, 상기 산출된 계수를 정규화를 하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 신호 값을 산출하는 것이 바람직하다.The texture channel signal acquisition unit 100 sets an image block having a predetermined size around each pixel for each pixel of the target image, calculates the fractal dimension for the set image block, And the signal value of the fractal image is calculated.

도 3은 본 발명에 따른 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)의 동작을 설명하기 위한 참고도이다. 도 3의 (a)와 같이 텍스쳐 채널 신호 획득부(100)는 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고 상술한 연산을 수행하여, 도 3의 (b)와 같은 상기 프렉탈 차원 이미지를 획득할 수 있다.3 is a reference diagram for explaining the operation of the texture channel signal acquisition unit 100 according to the present invention. 3 (a), the texture channel signal obtaining unit 100 sets image blocks having a predetermined size for each pixel and performs the above-described operation to obtain the fractal image as shown in FIG. 3 (b) .

다음으로는 평균 이동 과정부(200)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, the operation of the average movement process unit 200 will be described in more detail.

상술한 바와 같이 평균 이동 과정(Mean Shift Process)은 반복적인 갱신 과정을 통하여 평균벡터를 산출 및 획득하는 과정이고, 이때 평균벡터는 상기 대상 영상의 각 화소 별로 설정된 특정 벡터에 대하여, 상기 특정 벡터들의 가중 평균 연산을 통해 산출되는 벡터이다.As described above, the mean shift process is a process of calculating and acquiring an average vector through an iterative updating process. Here, the average vector is obtained by multiplying the specific vector set for each pixel of the target image, And is a vector calculated through a weighted average operation.

이를 위하여 평균 이동 과정은 커널 함수를 설정하고, 상기 커널 함수에 따라 산출되는 가중치를 적용하여 가중 평균 연산을 수행해 상기 평균벡터를 산출할 수 있다.For this purpose, the average moving process may set a kernel function and calculate a weighted average operation by applying a weight calculated according to the kernel function to calculate the average vector.

즉 평균 이동 과정은 하기 수학식 1과 같은 가중 평균 연산을 통해 상기 평균벡터를 산출할 수 있다.That is, the average moving process can calculate the average vector by performing a weighted average operation as shown in Equation (1).

Figure 112014122281881-pat00011
Figure 112014122281881-pat00011

(여기서 V(X)는 상기 평균벡터이고, X는 상기 평균벡터가 산출되는 화소에서의 상기 특정 벡터이고, N(X)는 상기 X에 대응하는 화소를 중심으로 일정한 범위 내에 위치하는 화소들에 각 대응하는 상기 특정 벡터의 집합이고,

Figure 112014122281881-pat00012
는 N(X)에 포함되는 화소들의 각 상기 특정 벡터이고, K는 상기 커널 함수이다.)(Where X (X) is the average vector, X is the specific vector in the pixel at which the average vector is calculated, and N (X) is the average value of the pixels located within a certain range centering on the pixel corresponding to X Each corresponding set of said specific vectors,
Figure 112014122281881-pat00012
Is the specific vector of each of the pixels included in N (X), and K is the kernel function.

그리고 평균 이동 과정은 상기 수학식 1과 같이 산출된 상기 평균벡터를 상기 x로 설정하여 위 과정을 반복함으로써, 상기 평균벡터를 최종 산출할 수 있다.And, in the average moving process, it is possible to calculate the average vector by repeating the above procedure by setting the average vector calculated as Equation (1) to x.

여기서 평균 이동 과정부(200)는, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하는 것이 바람직하다.Here, the average moving process unit 200 obtains, for each pixel of the target image, a first vector component having a pixel coordinate value and a second vector component consisting of a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal .

여기서 상기 제1벡터 성분은 상기 대상 영상의 각 화소의 좌표 값으로,

Figure 112014122281881-pat00013
와 같이 표현될 수 있다. 또한 상기 제2벡터 성분은 상기 대상 영상의 각 화소의 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 바,
Figure 112014122281881-pat00014
와 같이 표현될 수 있다.(여기서 L은 휘도 신호, a, b는 색차 신호, T는 상기 텍스쳐 채널 신호를 지칭한다.)Wherein the first vector component is a coordinate value of each pixel of the target image,
Figure 112014122281881-pat00013
Can be expressed as The second vector component includes a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal of each pixel of the target image,
Figure 112014122281881-pat00014
(Where L is a luminance signal, a and b are color difference signals, and T is the texture channel signal).

따라서 평균 이동 과정부(200)는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 (x, y)로 표현되는 상기 제1벡터 성분과, (L, a, b, T)로 표현되는 상기 제2벡터 성분을 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 제1벡터 성분과 제2벡터 성분으로 이루어지는 특정 벡터 즉

Figure 112014122281881-pat00015
가 이하 상술할 바와 같이 상기 평균벡터를 산출하는 대상이 되는 특정 벡터가 된다. 이하에서 특정 벡터는 이와 같이 화소에서의 좌표 값과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 벡터를 지칭하기로 한다.Therefore, the average movement processing unit 200 calculates the first vector component represented by (x, y) and the second vector component represented by (L, a, b, T) for each pixel of the target image Can be obtained. The specific vector consisting of the first vector component and the second vector component thus obtained
Figure 112014122281881-pat00015
Becomes a specific vector for which the average vector is to be calculated, as described below. Hereinafter, the specific vector will be referred to as a coordinate value in the pixel and a vector composed of the luminance signal, the color difference signal, and the texture channel signal.

여기서 평균 이동 과정부(200)는, 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고, 상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.Here, the average moving process unit 200 selects neighboring pixels within a threshold distance from each pixel for each pixel of the target image, the neighboring pixels having a difference between the second vector components and the threshold signal difference, And sets the average moving-involved pixel for each pixel, and calculates the average vector of each pixel using the average moving-involved pixel.

다시 말하면 상기 평균벡터를 산출함에 있어서 이용되는 상기 평균이동 관여화소는, 상기 평균벡터를 산출하는 대상이 되는 화소로부터 일정한 크기의 문턱거리 이내에 위치하고, 또한 상술한 바와 같이 (L, a, b, T)로 표현되는 상기 제2벡터 성분을 기준으로 신호 값의 차이가 일정한 크기의 문턱신호차이 이내인 주변 화소들로 선별되는 것이 바람직하다.In other words, the average motion-involved pixel used in calculating the average vector is located within a threshold distance of a certain size from the pixel to be calculated as the average vector, and also, as described above (L, a, b, T ) Of the second vector component is within a threshold signal difference of a constant magnitude with respect to the second vector component.

이와 같은 상기 평균이동 관여화소는 하기 수학식 2와 같이 선별될 수 있다.The average motion-involved pixel may be selected as shown in Equation (2).

Figure 112014122281881-pat00016
Figure 112014122281881-pat00016

(여기서 X는 상기 평균벡터를 산출하는 대상 화소에서의 특정 벡터이고, N(X)는 상기 X에 대응하는 화소 대한 상기 평균이동 관여화소의 각 특정 벡터들로 이루어진 집합이고,

Figure 112014122281881-pat00017
는 상기 평균이동 관여화소인지 여부의 판단 대상이 되는 화소의 특정 벡터이고,
Figure 112014122281881-pat00018
는 상기 문턱신호차이이고,
Figure 112014122281881-pat00019
는 상기 문턱거리이고,
Figure 112014122281881-pat00020
는 상기 X의 상기 제1벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00021
는 상기
Figure 112014122281881-pat00022
의 상기 제1 벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00023
는 상기 X의 상기 제2벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00024
는 상기
Figure 112014122281881-pat00025
의 상기 제1 벡터 성분이다.)(Where X is a specific vector in a target pixel from which the average vector is calculated and N (X) is a set of specific vectors of the average mobile-interest pixel for a pixel corresponding to the X,
Figure 112014122281881-pat00017
Is a specific vector of a pixel to be judged as to whether or not it is the average motion-involved pixel,
Figure 112014122281881-pat00018
Is the threshold signal difference,
Figure 112014122281881-pat00019
Is the threshold distance,
Figure 112014122281881-pat00020
Is the first vector component of X,
Figure 112014122281881-pat00021
Quot;
Figure 112014122281881-pat00022
≪ / RTI >
Figure 112014122281881-pat00023
Is the second vector component of X,
Figure 112014122281881-pat00024
Quot;
Figure 112014122281881-pat00025
Of the first vector component.

여기서, 평균 이동 과정부(200)는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것이 바람직하다.Here, the average movement process unit 200 may calculate the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image, and the first vector component and the second vector component of the average motion- , The average vector of each pixel is calculated.

다시 말하면 평균 이동 과정부(200)는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분으로 이루어지는 특정 벡터와, 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분으로 이루어지는 특정 벡터를 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것이 바람직하다.In other words, the average movement processing unit 200 calculates the average vector of the target pixel by using the specific vector consisting of the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image, It is preferable that the average vector of each pixel is calculated by using a specific vector composed of the second vector component.

여기서 상기 평균벡터는 하기 수학식 3과 같이 상기 대상 영상의 각 화소의 특정 벡터와, 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 특정 벡터를 이용하여 산출할 수 있다.Here, the average vector may be calculated using a specific vector of each pixel of the target image and a specific vector of the average motion-involved pixels for each pixel, as shown in Equation (3).

Figure 112014122281881-pat00026
Figure 112014122281881-pat00026

(여기서 변수들의 표시는 상기 수학식 2에서와 동일하고, V(X)는 상기 평균벡터이고, G는 가중치를 산출하기 위한 커널 함수이다.)(Where the indices of the variables are the same as in Equation 2, V (X) is the average vector, and G is a kernel function for calculating the weight).

여기서, 평균 이동 과정부(200)는 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것이 바람직하다. 즉 상기 수학식 3을 참조하면, 상기 수학식 3과 같이 산출된 상기 평균벡터 V(X)를 상기 X로 설정하여 상기 수학식 3과 같은 평균벡터 산출 과정을 반복함으로써, 반복적인 갱신 과정을 통하여 상기 평균벡터를 최종 산출할 수 있다.Here, the average movement processing unit 200 preferably calculates the average vector through an iterative updating process. That is, referring to Equation (3), the average vector V (X) calculated as Equation (3) is set to X, and the average vector calculation process is repeated as in Equation (3) The average vector can be finally calculated.

이때, 상기 갱신 과정 중 최초의 갱신 과정은, 상기 평균벡터의 초기값을 상기 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분으로 이루어지는 벡터로 설정하고, 상기 설정된 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분과 상기 제2벡터 성분을 이용하여 새로운 상기 평균벡터를 산출하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것이 바람직하다.The initial updating of the average vector may be performed by setting the initial value of the average vector to a vector of the first vector component and the second vector component of each pixel, It is preferable to calculate the new average vector using the first vector component and the second vector component of the pixel and update the average vector.

또한 상기 갱신 과정 중 최초 이후의 갱신 과정은, 이전의 갱신 과정에서 갱신된 상기 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것이 바람직하다.In addition, the updating process after the first updating process updates the average vector by using the average vector updated in the previous updating process and the first vector component and the second vector component of the average moving involved pixel .

이와 같은 상기 최초 이후의 갱신 과정은 하기 수학식 4와 같이 이루어질 수 있다.The initial update process may be performed as shown in Equation (4).

Figure 112014122281881-pat00027
Figure 112014122281881-pat00027

(여기서 변수들의 표시는 상기 수학식 3에서와 동일하고, j는 상기 갱신 과정의 반복 횟수를 나타내는 인덱스이다.)(Here, the display of the variables is the same as in Equation (3), and j is an index indicating the number of repetitions of the update process.)

여기서 상기 평균벡터는 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하게 된다.Here, the average vector includes the first vector component having the pixel coordinate value, the luminance signal, the color difference signal, and the second vector component composed of the texture channel signal.

여기서 상기 평균벡터를 산출하기 위한 가중치를 산출하기 위한 커널 함수 G는 하기 수학식 5와 같이 설정할 수 있다.Here, the kernel function G for calculating a weight for calculating the average vector may be set as shown in Equation (5).

Figure 112014122281881-pat00028
Figure 112014122281881-pat00028

(여기서 변수들의 표시는 상기 수학식 4에서와 동일하고,

Figure 112014122281881-pat00029
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터의 제1벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00030
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터의 제2벡터 성분이다.)(Where the indication of the variables is the same as in Equation 4 above,
Figure 112014122281881-pat00029
Is a first vector component of the mean vector calculated for X,
Figure 112014122281881-pat00030
Is the second vector component of the mean vector calculated for X.)

여기서, 평균 이동 과정부(200)는, 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하고, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하고, 상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신할 수 있다.Here, the average moving process unit 200 calculates a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participating pixel, and calculates a second distance between the second vector component of the average vector Calculate a second distance between the second vector components of the average moving-interest pixels, and update the average vector using the first distance and the second distance.

또한 평균 이동 과정부(200)는 상기 제1거리를 상기 문턱거리를 이용하여 나눈 값과, 상기 제2거리를 상기 문턱신호차이를 이용하여 나눈 값을 이용하여, 갱신된 상기 평균벡터를 산출할 수 있다.Also, the average moving process unit 200 calculates the updated average vector using a value obtained by dividing the first distance by using the threshold distance and a value obtained by dividing the second distance by the threshold signal difference .

여기서, 평균 이동 과정부(200)는, 상기 수학식 4와 상기 수학식 5를 이용하여 상기 평균벡터를 산출 할 수 있고, 위 상기 평균벡터 산출 과정은 하기 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. 여기서 상술한 바와 같이 화소에서의 상기 제1벡터 성분과 상기 제2벡터 성분을 포함하는 벡터를 특정 벡터라고 지칭한다.Here, the average movement processing unit 200 may calculate the average vector using Equation (4) and Equation (5), and the average vector calculation process may be expressed as Equation (6). Here, as described above, a vector including the first vector component and the second vector component in a pixel is referred to as a specific vector.

Figure 112014122281881-pat00031
Figure 112014122281881-pat00031

(여기서 X는 상기 평균벡터를 산출하는 대상 화소에서의 특정 벡터이고, V(X)는 상기 평균벡터이고, j는 상기 갱신 과정의 반복 횟수를 나타내는 인덱스이고, N(X)는 상기 X에 대응하는 화소 대한 상기 평균이동 관여화소의 각 특정 벡터들로 이루어진 집합이고,

Figure 112014122281881-pat00032
는 상기 평균이동 관여화소의 특정 벡터이고,
Figure 112014122281881-pat00033
는 상기 문턱신호차이이고,
Figure 112014122281881-pat00034
는 상기 문턱거리이고,
Figure 112014122281881-pat00035
는 상기
Figure 112014122281881-pat00036
의 상기 제1 벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00037
는 상기
Figure 112014122281881-pat00038
의 상기 제2 벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00039
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터 V(X)의 제1벡터 성분이고,
Figure 112014122281881-pat00040
는 상기 X에 대하여 산출된 상기 평균벡터 V(X)의 제2벡터 성분이다.)Wherein X is a specific vector in a target pixel from which the average vector is calculated, V (X) is the average vector, j is an index indicating the number of repetitions of the updating process, and N (X) A set of the specific vectors of the average motion-involved pixels for the pixels,
Figure 112014122281881-pat00032
Is a specific vector of the average moving interest pixel,
Figure 112014122281881-pat00033
Is the threshold signal difference,
Figure 112014122281881-pat00034
Is the threshold distance,
Figure 112014122281881-pat00035
Quot;
Figure 112014122281881-pat00036
≪ / RTI >
Figure 112014122281881-pat00037
Quot;
Figure 112014122281881-pat00038
≪ / RTI >
Figure 112014122281881-pat00039
Is the first vector component of the average vector V (X) calculated for X,
Figure 112014122281881-pat00040
Is the second vector component of the mean vector V (X) calculated for X.)

여기서 평균 이동 과정부(200)의 상기 갱신 과정은 갱신 이전과 이후의 상기 평균벡터 간의 차이의 절대치가 일정한 값 이하가 될 때까지 반복하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the updating process of the average moving process unit 200 is repeated until the absolute value of the difference between the average vectors before and after updating becomes less than a predetermined value.

여기서, 상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것이 바람직하고, 하기 수학식 7과 같이 산출될 수 있다.Here, the first distance is preferably a value according to a norm of a difference between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average motion-involved pixel, and can be calculated as follows: have.

Figure 112014122281881-pat00041
Figure 112014122281881-pat00041

(여기서

Figure 112014122281881-pat00042
는 상기 제1거리이고, 변수들의 표시는 상기 수학식 6과 동일하다.)(here
Figure 112014122281881-pat00042
Is the first distance, and the indications of the variables are the same as in Equation (6).

또한 상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것이 바람직하다. 여기서 상기 제2거리는 하기 수학식 8과 같이 산출될 수 있다.And the second distance is calculated by multiplying the luminance signal among the second vector components of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average moving- And a second vector component of the second vector component of the average motion-involved pixel, a norm of a difference between a chrominance signal and a chrominance signal of the second vector component of the average motion- Is a value according to a norm of a difference between the texture channel signals of the second vector components. Here, the second distance may be calculated by Equation (8).

Figure 112014122281881-pat00043
Figure 112014122281881-pat00043

(여기서

Figure 112014122281881-pat00044
는 상기 제2거리이고, 변수들의 표시는 상기 수학식 6과 동일하고, L 은 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호, a와 b는 색차 신호, T는 상기 텍스쳐 채널 신호이다.)(here
Figure 112014122281881-pat00044
Where a and b are chrominance signals, and T is the texture channel signal.) In the equation (6), L is a luminance signal among the second vector components, a and b are color difference signals, and T is the texture channel signal.

여기서 평균 이동 과정부(200)는 에지 영역에서의 영상 분할 성능을 향상시키기 위하여 휘도 신호를 이용하여 상기 제2거리를 조건적으로 산출할 수 있다.Here, the average moving process unit 200 may conditionally calculate the second distance using the luminance signal to improve the image segmentation performance in the edge region.

도 4는 본 발명에 따른 평균 이동 과정부에서 에지 지역에서의 평균벡터 산출 조건을 달리하는 방식을 설명하기 위한 참고도이다. 도 4의 (a)는 에지가 있는 상기 대상 영상이고, (b)는 이에 대하여 획득된 상기 프렉탈 차원 영상 즉 상기 텍스쳐 채널 신호이다. 도 4를 참조하면 상기 텍스쳐 채널 신호의 경우 에지부분에서 블러링이 나타나는 현상을 확인할 수 있다. 이와 같은 에지 부분에서의 블러링 현상은 영상의 분할 성능을 열화시키는 요인이 된다. 따라서 평균 이동 과정부(200)는 이하에서 상술할 바와 같이 대상 영상의 에지 부분인 경우 조건적으로 상기 제2거리를 산출하는 식을 변경함으로써, 에지부분에서도 강인하게 텍스쳐의 성질에 따라 영상을 분할할 수 있도록 한다.FIG. 4 is a reference diagram for explaining a method of varying the average vector calculation condition in the edge region in the average movement process unit according to the present invention. 4 (a) shows the target image with edges, and FIG. 4 (b) shows the texture channel signals obtained therefrom. Referring to FIG. 4, it can be seen that blurring appears in an edge portion of the texture channel signal. Such blurring at the edge portion deteriorates the image segmentation performance. Accordingly, as described below, the average movement process unit 200 changes the formula for calculating the second distance conditionally in the case of the edge portion of the target image, so that the image is robustly deformed according to the nature of the texture even at the edge portion .

이를 위하여 먼저 평균 이동 과정부(200)는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출할 수 있다.For this, when the difference between the luminance signal among the second vector components of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average motion-involved pixels is equal to or greater than a predetermined threshold value, Calculating a second distance by using a value obtained by multiplying a luminance signal among the second vector components of the average vector and a norm of a difference between luminance signals in the second vector component of the average moving- , The second distance can be calculated.

여기서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이를 상기 문턱신호차이로 나눈 값이 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하는 것이 바람직하다.If the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is greater than a predetermined threshold value by the threshold signal difference, The second distance is calculated by using a value obtained by multiplying the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average motion involved pixel by a predetermined weight .

이 경우 평균 이동 과정부(200)는 상기 제2거리를 하기 수학식 9와 같이 산출할 수 있다.In this case, the average moving process unit 200 may calculate the second distance as shown in the following equation (9).

Figure 112014122281881-pat00045
Figure 112014122281881-pat00045

(여기서 T는 상기 일정한 문턱치이고, α 는 상기 일정한 가중치이고, 변수들의 표시는 상기 수학식 6과 동일하다.)(Where T is the constant threshold, alpha is the constant weight, and the indications of the variables are the same as in Equation 6).

여기서 상기 일정한 가중치 α 는 2 내지 4의 값을 가질 수 있고, 필요에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.Here, the constant weight alpha may have a value of 2 to 4, and may be set to a different value if necessary.

다음으로 평균 이동 과정부(200)는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출할 수 있다.Next, when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value, 2 distance, the difference between the texture channel signal of the second vector component of the average vector and the texture channel signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is set to 0, and the second distance is calculated .

이 경우 평균 이동 과정부(200)는 상기 제2거리를 하기 수학식 10과 같이 산출할 수 있다.In this case, the average moving process unit 200 may calculate the second distance as shown in Equation (10).

Figure 112014122281881-pat00046
Figure 112014122281881-pat00046

(여기서 T는 상기 일정한 문턱치이고, 변수들의 표시는 상기 수학식 6과 동일하다.)(Where T is the constant threshold and the representation of the variables is the same as in Equation 6 above).

여기서 평균 이동 과정부(200)는 상기 2가지 경우의 조건적 상기 제2거리 산출을 동시에 이용하여 상기 제2거리를 산출할 수도 있다.Here, the average movement processing unit 200 may calculate the second distance by simultaneously using the conditional second distance calculation of the two cases.

영상 분할부(300)는 상기 대상 영상의 각 화소 별 상기 평균벡터를 기준으로, 상기 평균벡터 간의 차이가 미리 정해진 일정한 기준 이하인 유사한 화소들을 하나의 영역으로 통합하여, 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 것이 바람직하다.The image segmenting unit 300 integrates similar pixels having a predetermined difference between the average vectors and a reference pixel on a basis of the average vector for each pixel of the target image into one region, .

여기서 상기 미리 정해진 일정한 기준은 영상 분할부(300)가 영상을 분할하는 민감도 또는 정도에 따라 설정될 수 있는 값이다.Here, the predetermined reference is a value that can be set according to the sensitivity or degree of the image segmentation unit 300 dividing the image.

여기서 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 과정은, 상기 평균벡터를 기준으로 평균벡터 간의 차이값이 일정한 기준 이내의 화소들끼리를 하나의 영역으로 통합하고, 위 차이값이 일정한 기준을 넘는 화소들을 다른 영역으로 구분하는 방식으로 상기 부분 영상을 생성할 수 있다. 여기서 너무 작은 부분 영상이 생기는 것을 방지하기 위하여, 한 부분 영상 당 최소 픽셀 개수를 정하고, 상기 최소 픽셀 개수 이하로 상기 부분 영상이 생성되는 경우는 주변에 생성된 다른 부분 영상과 통합할 수 있다.Dividing the target image into partial images using the average vector may include merging pixels within a predetermined range of the difference between the average vectors on the basis of the average vector into one area, The partial image may be generated in such a manner that pixels exceeding a certain reference are classified into different regions. Here, in order to prevent a partial image from being too small, a minimum number of pixels per partial image is determined, and when the partial image is generated below the minimum number of pixels, it may be integrated with another partial image generated in the periphery.

여기서 영상 분할부(300)는 평균벡터를 이용하여 영상을 분할하는 기존의 방식을 사용할 수도 있다.Here, the image dividing unit 300 may use an existing method of dividing an image using an average vector.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치를 이용한 영상분할 결과, 기존의 영상 분할 방식의 오버 세그멘테이션 문제가 해결되었음을 설명하기 위한 참고도이다. 도 5 및 도 6의 각 (a)는 분할 대상 영상이고, (b)는 기존 영상 분할 방식을 이용하였을 경우의 영상 분할 결과이고, (c)는 본 발명에 따라 분할 대상 영상에 대하여 획득한 상기 텍스쳐 채널 신호이고, (d)는 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치를 이용하여 영상을 분할한 결과이다.FIGS. 5 and 6 are reference views for explaining an image segmentation result using an image segmentation device considering the texture characteristic according to the present invention, and solving the oversegmentation problem of the conventional image segmentation method. (B) is a result of image segmentation when the conventional image segmentation method is used, and (c) is a diagram illustrating an image segmentation result obtained for the segmentation target image according to the present invention. (D) is a result of dividing an image using an image dividing device considering a texture characteristic according to the present invention.

도 5를 참조하면, 도 5의 (a)와 같이 텍스쳐가 복잡한 부분이 분할 대상 영상에 포함된 경우, 기존의 영상 분할 방식은 (b)와 같이 텍스쳐가 복잡한 부분에서 과도한 영상 분할이 이루어지는 오버 세그멘테이션 현상이 발생하게 된다. 그러나 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치는 상술한 바와 같이 (c)와 같은 텍스쳐 채널 신호를 이용하여 평균 이동 과정을 통하여 영상을 분할한 결과 (d)와 같이 오버 세그멘테이션 현상이 발생하지 않도록 하는 영상 분할 결과를 보여주고 있다. 이는 도 6의 경우를 참조하여도 마찬가지이다.Referring to FIG. 5, in the case where a part having a complex texture is included in a divided object image as shown in FIG. 5 (a), the conventional image segmentation method includes an over- segmentation method in which an excessive image segmentation is performed in a complex part, A phenomenon occurs. However, the image segmentation device considering the texture characteristic according to the present invention is not limited to the above-mentioned case where the overhead segmentation phenomenon does not occur as in the result (d) of dividing the image through the average movement process using the texture channel signal as shown in (c) The results of the image segmentation are shown. This also applies to the case of FIG.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of an image segmentation method considering texture characteristics according to another embodiment of the present invention.

상기 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법은 상기 도 2를 참조하면서 상세히 설명한 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치가 동작하는 방식과 동일하게 동작할 수 있다. 따라서 이하에서는 중복되는 부분은 생략하고 간단히 설명한다.The image segmentation method considering the texture characteristics according to the present invention can operate in the same manner as the image segmentation apparatus considering the texture characteristics described in detail with reference to FIG. Therefore, overlapping portions will be briefly described below.

상기 본 발명에 따른 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법은 텍스쳐 채널 신호 획득 단계(S100), 평균 이동 과정 단계(S200), 영상 분할 단계(S300)를 포함할 수 있다.The image segmentation method considering the texture characteristic according to the present invention may include a texture channel signal acquisition step S100, an average movement step S200, and an image segmentation step S300.

텍스쳐 채널 신호 획득 단계(S100)는 분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득한다.The texture channel signal acquisition step (S100) receives a target image to be divided, and acquires a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a local image, which is composed of pixels positioned within a predetermined distance from the pixels, Signal.

평균 이동 과정 단계(S200)는 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득한다.In the average moving process step S200, a mean shift process is performed for each pixel of the target image using the coordinate information of the pixel, the video signal information, and the obtained texture channel signal, And obtains a star average vector.

영상 분할 단계(S300)는 평균 이동 과정 단계(S200)에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할한다.In the image segmentation step S300, the target image is segmented into partial images using the average vector obtained in the average movement step S200.

여기서, 텍스쳐 채널 신호 획득 단계(S100)는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하고, 상기 산출된 프렉탈 차원을 이용하여 상기 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 것이 바람직하다.The texture channel signal acquisition step S100 may include acquiring a luminance image of the target image, setting an image block having a predetermined size for each pixel of the luminance image, and performing a Fractal Dimension And obtain the texture channel signal using the calculated fractal dimension.

여기서, 평균 이동 과정 단계(S200)는, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하고, 상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고, 상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것이 바람직하다.Here, in the average moving process step S200, for each pixel of the target image, a first vector component having a pixel coordinate value and a second vector component consisting of a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal are obtained For each pixel of the target image, a neighboring pixel located within a threshold distance from each pixel and having a difference in the second vector component from the pixel is within a threshold signal difference, , And calculates the average vector of each pixel using the average moving-involved pixels.

여기서, 평균 이동 과정 단계(S200)는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하고, 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것이 바람직하다.Here, the average moving process step S200 may include the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image and the first vector component and the second vector component of the average motion- It is preferable that the average vector of each pixel is calculated and the average vector is calculated through an iterative updating process.

여기서, 상기 평균벡터는, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the average vector includes the first vector component having the pixel coordinate value, the luminance signal, the color difference signal, and the second vector component composed of the texture channel signal.

여기서, 평균 이동 과정 단계(S200)는, 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하되, 상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the average moving process step S200 may include calculating a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participating pixel, And a value according to a norm of a difference between the first vector and the first vector of the average motion-involved pixel.

또한 평균 이동 과정 단계(S200)는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하되, 상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 할 수 있다.The average moving process step S200 may further include calculating a second distance between the second vector component of the average vector and the second vector component of the average moving-participating pixel, 2 vector component and a luminance signal of the second vector component of the average moving-involved pixel, a color difference signal of the second vector component of the average vector, and a color difference signal of the average moving- A difference between the difference between the color channel signals in the second vector component and a difference between the texture channel signal and the texture channel signal in the second vector component of the average moving- And is a value according to a norm.

여기서 평균 이동 과정 단계(S200)는 상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것이 바람직하다.Here, the average moving process step (S200) preferably updates the average vector using the first distance and the second distance.

여기서, 평균 이동 과정 단계(S200)는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 위도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하는 것이 바람직하다.If the difference between the luminance signal among the second vector components of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average motion-involved pixels is equal to or greater than a predetermined threshold value, Calculating a second distance by using a value obtained by multiplying a difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the latency signal of the second vector component of the average motion involved pixel by a predetermined weight, .

또한 평균 이동 과정 단계(S200)는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출하는 것이 바람직하다. 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. If the difference between the luminance signal among the second vector components of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average motion-involved pixels is equal to or greater than a predetermined threshold value, Calculating the second distance by setting the difference between the texture channel signal of the second vector component of the average vector and the texture channel signal of the second vector component of the average movement participating pixel to 0 in calculating the distance desirable. It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer to implement an embodiment of the present invention. As the recording medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like can be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 텍스쳐 채널 신호 획득부
200 : 평균 이동 과정부
300 : 영상 분할부
S100 : 텍스쳐 채널 신호 획득 단계
S200 : 평균 이동 과정 단계
S300 : 영상 분할 단계
100: texture channel signal acquisition unit
200: average moving process part
300:
S100: Texture channel signal acquisition step
S200: Average moving process step
S300: Image segmentation step

Claims (24)

영상 분할 장치에 있어서,
분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 텍스쳐 채널 신호 획득부;
상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득하는 평균 이동 과정부; 및
상기 평균 이동 과정부에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 영상 분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
In the image dividing device,
A texture channel signal acquisition unit for acquiring a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a local image, the pixels being positioned within a predetermined distance from each pixel of each pixel of the target image, ;
An average shifting process (Mean Shift Process) is performed for each pixel of the target image using the coordinate information of each pixel, the video signal information, and the obtained texture channel signal to obtain an average vector Process part; And
And an image dividing unit for dividing the target image into partial images using the average vector obtained in the average moving process unit.
제1항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득부에서 획득된 상기 텍스쳐 채널 신호의 역동 범위(Dynamic Range)를 상기 대상 영상의 영상 신호의 역동 범위(Dynamic Range)에 따라 조정하는 정규화 과정을 수행하는 정규화부를 더 포함하고,
상기 평균 이동 과정부는 상기 정규화부에서 정규화된 상기 텍스쳐 채널 신호를 이용하여 평균 이동 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a normalization unit performing a normalization process of adjusting a dynamic range of the texture channel signal obtained by the texture channel signal acquisition unit according to a dynamic range of a video signal of the target image,
Wherein the average movement process unit performs an average movement process using the texture channel signal normalized by the normalization unit.
제1항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들의 신호값의 분산을 산출하고, 상기 산출된 분산을 상기 각 화소에서의 상기 텍스쳐 채널 신호로 설정하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the texture channel signal obtaining unit calculates a variance of signal values of pixels located within a predetermined distance from each pixel of each pixel of the target image and sets the calculated variance to the texture channel signal of each pixel Wherein the image processing unit is configured to process the texture data in accordance with the texture data.
제1항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 지역적 연산을 수행하여 프렉탈 차원 이미지를 획득하고, 상기 프렉탈 차원 이미지의 신호 값을 상기 텍스쳐 채널 신호 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the texture channel signal obtaining unit obtains a fractal image by performing a local operation on each pixel of the target image and sets a signal value of the fractal image as the texture channel signal value. Considered image segmentation device.
제4항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하고, 상기 산출된 프렉탈 차원을 이용하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the texture channel signal obtaining unit obtains a luminance image of the target image, sets an image block of a predetermined size for each pixel of the luminance image, calculates a fractal size for the set image block, And calculating a signal value for each pixel of the fractal image using the calculated fractal dimension.
제5항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득부는, 상기 산출된 프렉탈 차원을 미리 정해진 일정한 범위의 수로 정규화하여 상기 프렉탈 차원 이미지의 각 화소별 신호값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the texture channel signal obtaining unit calculates a signal value for each pixel of the fractal image by normalizing the calculated fractal dimension to a predetermined number of predetermined ranges.
제5항에 있어서,
상기 프렉탈 차원은 박스 계수 차원(box counting dimension)인 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
6. The method of claim 5,
And wherein the fractal dimension is a box counting dimension.
제1항에 있어서,
상기 평균 이동 과정부는,
상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하고,
상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고,
상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the average moving process unit comprises:
Acquiring, for each pixel of the target image, a first vector component having a pixel coordinate value and a second vector component composed of a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal,
Selecting peripheral pixels within a threshold distance from each pixel for each pixel of the target image and having a threshold signal difference between the second vector component and each pixel, and,
And calculates the average vector of each of the pixels using the average moving involved pixels.
제8항에 있어서,
상기 평균 이동 과정부는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하고,
상기 평균벡터는, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the average movement process unit uses the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image and the first vector component and the second vector component of the average motion involved pixels for each pixel, Characterized in that the average vector of each pixel is calculated,
Wherein the average vector includes the first vector component having a pixel coordinate value, the luminance signal, the color difference signal, and the second vector component composed of the texture channel signal.
제9항에 있어서,
상기 평균 이동 과정부는 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the average moving process unit calculates the average vector through an iterative updating process.
제10항에 있어서,
상기 갱신 과정 중 최초의 갱신 과정은, 상기 평균벡터의 초기값을 상기 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분으로 이루어지는 벡터로 설정하고, 상기 설정된 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분과 상기 제2벡터 성분을 이용하여 새로운 상기 평균벡터를 산출하여, 상기 평균벡터를 갱신하고,
상기 갱신 과정 중 최초 이후의 갱신 과정은, 이전의 갱신 과정에서 갱신된 상기 평균벡터와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
11. The method of claim 10,
The initial updating process of the updating process sets an initial value of the average vector to a vector composed of the first vector component and the second vector component of each pixel, Calculating the new average vector using the first vector component and the second vector component, updating the average vector,
Updating the average vector using the first vector component and the second vector component of the average moving-participant pixel and updating the average vector in the previous updating process Characterized by a texture characteristic.
제10항에 있어서, 상기 평균 이동 과정부는,
상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하고,
상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하고,
상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
11. The apparatus according to claim 10,
Calculating a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average mobile-
Calculating a second distance between the second vector component of the average vector and the second vector component of the average moving-participant pixel,
And the average vector is updated using the first distance and the second distance.
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고,
상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the first distance is a value according to a norm of a difference between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participant pixel,
Wherein the second distance is defined as a difference between a luminance signal of the second vector component of the average vector and a luminance signal of the second vector component of the average moving- A second vector component of the second vector component of the average motion-involved pixel, a norm of a difference between the color-difference signal and the second vector component of the average motion-involved pixel, 2 vector components are values according to a norm of the difference between the texture channel signals.
제14항에 있어서,
상기 평균 이동 과정부는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
15. The method of claim 14,
The average moving process unit calculates the second distance when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average moving-participating pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value Wherein the second distance is calculated by using a value obtained by multiplying a difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal among the second vector components of the average motion involved pixel by a predetermined weight value. Which is based on texture characteristics.
제14항에 있어서,
상기 평균 이동 과정부는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
15. The method of claim 14,
The average moving process unit calculates the second distance when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average moving-participating pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value Wherein the second distance is calculated by setting a difference between a texture channel signal of the second vector component of the average vector and a texture channel signal of the second vector component of the average motion- Image segmentation device considering texture characteristics.
제10항에 있어서,
상기 갱신 과정은 갱신 이전과 이후의 상기 평균벡터 간의 차이의 절대치가 일정한 값 이하가 될 때까지 반복하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the update process is repeated until the absolute value of the difference between the average vectors before and after the update becomes equal to or less than a predetermined value.
제1항에 있어서,
상기 영상 분할부는 상기 대상 영상의 각 화소 별 상기 평균벡터를 기준으로, 상기 평균벡터 간의 차이가 미리 정해진 일정한 기준 이하인 유사한 화소들을 하나의 영역으로 통합하여, 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the image dividing unit divides the target image into partial images by integrating similar pixels having a difference between the average vectors that are equal to or less than a predetermined reference value into one area based on the average vector for each pixel of the target image, , And the texture characteristic is taken into account.
영상 분할 방법에 있어서,
분할을 수행할 대상 영상을 입력받고, 상기 대상 영상의 각 화소에 대하여 상기 각 화소로부터 일정한 거리 내에 위치하는 화소들로 이루어지는 지역적 영상의 신호 분포 특성을 나타내는 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 텍스쳐 채널 신호 획득 단계;
상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소의 좌표 정보와 영상 신호 정보와 상기 획득한 텍스쳐 채널 신호를 이용해 평균 이동 과정(Mean Shift Process)을 수행하여, 상기 각 화소 별 평균벡터를 획득하는 평균 이동 과정 단계; 및
상기 평균 이동 과정 단계에서 획득한 상기 평균벡터를 이용하여 상기 대상 영상을 부분 영상으로 분할하는 영상 분할 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
In the image segmentation method,
A texture channel signal acquisition step of acquiring a texture channel signal representing a signal distribution characteristic of a local image, the input image being divided into pixels each of which is located within a predetermined distance from each pixel of each pixel of the object image; ;
An average shifting process (Mean Shift Process) is performed for each pixel of the target image using the coordinate information of each pixel, the video signal information, and the obtained texture channel signal to obtain an average vector Process steps; And
And an image segmentation step of segmenting the target image into partial images using the average vector obtained in the average moving process step.
제19항에 있어서,
상기 텍스쳐 채널 신호 획득 단계는, 상기 대상 영상의 휘도 영상을 획득하고, 상기 휘도 영상의 각 화소 별로 일정한 크기의 영상 블록을 설정하고, 상기 설정된 영상 블록에 대하여 프렉탈 차원(Fractal Dimension)을 산출하고, 상기 산출된 프렉탈 차원을 이용하여 상기 텍스쳐 채널 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
20. The method of claim 19,
The texture channel signal acquisition step may include acquiring a luminance image of the target image, setting an image block having a predetermined size for each pixel of the luminance image, calculating a fractal size for the set image block, And acquiring the texture channel signal using the calculated fractal dimension.
제19항에 있어서,
상기 평균 이동 과정 단계는,
상기 대상 영상의 각 화소에 대하여, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 제1벡터 성분과, 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 제2벡터 성분을 획득하고,
상기 대상 영상의 각 화소 별로, 상기 각 화소로부터 문턱거리 이내에 위치하고, 상기 각 화소와의 상기 제2벡터 성분의 차이가 문턱신호차이 내인 주변 화소들을 선별하여, 상기 각 화소 별 평균이동 관여화소로 설정하고,
상기 평균이동 관여화소를 이용하여 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the average moving step comprises:
Acquiring, for each pixel of the target image, a first vector component having a pixel coordinate value and a second vector component composed of a luminance signal, a color difference signal, and the texture channel signal,
Selecting peripheral pixels within a threshold distance from each pixel for each pixel of the target image and having a threshold signal difference between the second vector component and each pixel, and,
And calculating the average vector of each of the pixels using the average moving-involved pixels.
제21항에 있어서,
상기 평균 이동 과정 단계는 상기 대상 영상의 각 화소의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분과 상기 각 화소 별 상기 평균이동 관여화소들의 상기 제1벡터 성분 및 상기 제2벡터 성분을 이용하여, 상기 각 화소의 상기 평균벡터를 산출하고, 상기 평균벡터를 반복적인 갱신 과정을 통하여 산출하는 것을 특징으로 하고,
상기 평균벡터는, 화소의 좌표 값으로 이루어지는 상기 제1벡터 성분과 휘도 신호와 색차 신호와 상기 텍스쳐 채널 신호로 이루어지는 상기 제2벡터 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the average moving step comprises using the first vector component and the second vector component of each pixel of the target image and the first vector component and the second vector component of the average motion- The average vector of each pixel is calculated, and the average vector is calculated through an iterative updating process.
Wherein the average vector includes the first vector component composed of the pixel coordinate values, the luminance signal, the color difference signal, and the second vector component composed of the texture channel signal.
제22항에 있어서, 상기 평균 이동 과정 단계는,
상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간의 제1거리를 산출하되, 상기 제1거리는 상기 평균벡터의 상기 제1벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제1벡터 성분 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고,
상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분과 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 간의 제2거리를 산출하되, 상기 제2거리는, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 색차 신호 간 차이의 놈(norm)과, 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 상기 텍스쳐 채널 신호 간 차이의 놈(norm)에 따른 값인 것을 특징으로 하고,
상기 제1거리와 상기 제2거리를 이용하여, 상기 평균벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
23. The method of claim 22,
Calculating a first distance between the first vector component of the average vector and the first vector component of the average moving-participant pixel, wherein the first distance is calculated by multiplying the first vector component of the mean vector and the And a value according to a norm of a difference between the first vector components,
Calculating a second distance between the second vector component of the average vector and the second vector component of the average moving-participant pixel, wherein the second distance is calculated by multiplying the luminance signal and the average movement A difference between the luminance signal difference of the second vector components of the associated pixel and the difference between the color difference signal of the second vector component of the average vector and the second vector component of the average moving- And a value according to a norm of a difference between the texture channel signal of the second vector component of the average vector and the texture channel signal of the second vector component of the average motion involved pixel, and,
Wherein the average vector is updated using the first distance and the second distance.
제23항에 있어서, 상기 평균 이동 과정 단계는,
상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간 차이에 일정한 가중치를 곱한 값을 이용하여, 상기 제2거리를 산출하고,
상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 휘도 신호 간의 차이가 일정한 문턱치 이상이 될 경우, 상기 제2거리를 산출함에 있어서 상기 평균벡터의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호와 상기 평균이동 관여화소의 상기 제2벡터 성분 중 텍스쳐 채널 신호 간 차이를 0으로 설정하여, 상기 제2거리를 산출하는 것을 특징으로 하는, 질감 특성을 고려한 영상 분할 방법.
24. The method of claim 23,
Wherein when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is greater than or equal to a predetermined threshold value, Calculating the second distance by using a value obtained by multiplying the difference between the luminance signal of the second vector components and the luminance signal among the second vector components of the average moving-involved pixels by a predetermined weight,
Wherein when the difference between the luminance signal of the second vector component of the average vector and the luminance signal of the second vector component of the average motion-involved pixel is greater than or equal to a predetermined threshold value, Wherein the second distance is calculated by setting the difference between the texture channel signal of the second vector component and the texture channel signal of the second vector component of the average movement participating pixel to 0, Way.
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