KR101867925B1 - Image processing apparatus for image haze removal and method using that - Google Patents

Image processing apparatus for image haze removal and method using that Download PDF

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김진환
정윤식
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국방기술품질원
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Abstract

The present application provides an image processing apparatus and method for removing a haze included in a still image, capable of improving image quality by effectively estimating and removing a haze component from the still image including the haze at high speed by approximating a final cost function value by which an image loss amount is minimized while differentially improving a contrast ratio according to the depth information of an image in the image.

Description

정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치 및 그 방법 {IMAGE PROCESSING APPARATUS FOR IMAGE HAZE REMOVAL AND METHOD USING THAT}[0001] IMAGE PROCESSING APPARATUS FOR IMAGE HAZE REMOVAL AND METHOD USING THAT [0002]

본 출원은 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present application relates to an image processing apparatus and method for eliminating haze included in still images.

안개란 대기 중의 수증기가 응결된 형태의 물방울로 떠있는 현상이다. 보통 안개가 끼었을 때 가시거리가 1km미만의 시정 장애 현상이 나타난다. 안개가 끼었을 때 대기 중에 물방울 입자들이 생기게 되고 이 물방울 입자들로 인한 빛의 산란 현상이 발생한다. 빛의 산란이란 빛이 공기 중의 입자들과 충돌하여 진행방향이 바뀌는 것을 말한다. 이는 빛의 파장과 입자크기에 따라 다르다.Fog is a phenomenon in which atmospheric water vapor floats in a condensed form of water droplets. When the mist is fogged, visibility disturbance of less than 1km appears. When fog occurs, droplet particles are generated in the atmosphere and scattering of light due to these droplet particles occurs. The scattering of light means that the light collides with particles in the air and changes its direction of travel. This depends on the wavelength of light and particle size.

일반적으로 빛의 산란은 크게 레일리 산란(Rayleigh scattering)과 미에 산란(Mie scattering)으로 나뉜다. 레일리 산란은 산란의 요인이 되는 입자의 크기가 빛의 파장보다 작을 때 적용되고 이때 산란 에너지는 파장의 네 제곱에 반비례한다. 맑은 날 빛이 공기분자들에 의해 산란될 때 파란색이 붉은색보다 더 많이 산란되어서 하늘이 파랗게 보이는 것이 그 예이다. 그러나 산란의 요인이 되는 입자의 크기가 빛의 파장보다 큰 경우의 빛의 산란은 미에 산란이론에 따른다. 안개의 경우 입자의 직경이 수 ㎛ 내지 수십 ㎛로 가시광선의 파장인 400nm~700nm의 파장보다 크기 때문에 미에 산란 이론에 따른다. 미에 산란 이론에 의하면 대기 중에 물방울과 같이 산란의 원인이 되는 입자의 크기가 클 때는 산란의 양이 파장의 영향을 적게 받아서 가시광선 영역의 모든 빛을 거의 동일하게 산란시킨다. 따라서 안개가 끼었을 때 피사체들이 뿌옇게 보이게 된다. 이때 발생하는 새로운 광원을 대기 산란광(Airlight)이라고 한다.Generally, light scattering is largely divided into Rayleigh scattering and Mie scattering. Rayleigh scattering is applied when the size of the scattering particle is smaller than the wavelength of light, and the scattering energy is inversely proportional to the square of the wavelength. For example, when a sunny day is scattered by air molecules, blue is scattered more than red and the sky is blue. However, the scattering of light in the case where the size of the particle, which is a factor of scattering, is larger than the wavelength of light, is based on the micro scattering theory. In the case of fog, the particle diameter is from several micrometers to several tens of micrometers, which is larger than the wavelength of 400 to 700 nm, which is the wavelength of the visible light ray, and thus it follows the myel scattering theory. According to the Mie scattering theory, when the size of scattering particles such as water drops in the atmosphere is large, the amount of scattering is less influenced by the wavelength, so that almost all the light in the visible light region is scattered almost equally. Therefore, when the fog is caught, the objects appear cloudy. The new light source generated at this time is called air light.

안개 왜곡 보정을 통한 영상 화질 개선은 시정 장애를 해결하고 뿌연 영상을 선명하게 만들 수 있다. 또한, 안개로 인해 손상된 글씨, 물체 등에 대한 정보를 복원함으로써 인식을 위한 전처리 단계로서의 중요성을 가진다.Improvement of image quality through correction of fog distortion can solve visibility problems and make blurred images clear. Also, it has importance as a preprocessing step for recognition by restoring information about text, objects, etc. damaged due to fog.

종래의 안개 제거 기술은 크게 비 모델 방식과 모델 방식으로 나눌 수 있다.Conventional fog removal techniques can largely be divided into a non-model method and a model method.

전자의 예로는 히스토그램 평활화(Histogram equalization)를 들 수 있다. 히스토그램 평활화는 히스토그램 평활화는 영상의 히스토그램을 분석하여 분포를 재분배하는 방법이다. 이러한 히스토그램 평활화는 쉽고 개선의 효과가 좋지만, 깊이(Depth)가 균일하지 않은 안개 영상의 경우 적합하지 않다. 또한, 일반적인 화질 개선에 적합하나 안개가 영상에 미치는 영향의 특성을 잘 반영하지 못하여 짙은 안개 영상의 경우 개선이 미미하다는 단점이 있다.An example of the former is histogram equalization. Histogram Smoothing Histogram smoothing is a method of redistributing the distribution by analyzing the histogram of the image. This histogram smoothing is easy and effective, but it is not suitable for fog images where the depth is not uniform. Also, it is suitable for general image quality improvement, but it does not reflect characteristics of influence of fog on the image, so that there is a disadvantage that the improvement of dark fog image is insignificant.

후자는 안개로 인한 빛의 산란현상이 영상에 미치는 영향을 모델링한 방식이다. 먼저, 다른 날씨 환경에서 얻은 두 장 이상의 영상을 비교하여 장면 깊이(Scene depth)를 추정한 후 보정을 함으로써 안개에 의한 왜곡을 보정하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이는 날씨가 서로 다른 2장의 영상 입력이 필요하므로 실시간 구현을 위해서는 날씨의 변화를 감지함과 동시에 그에 상응하는 영상 저장 공간을 필요로 하게 된다. 그리고, 날씨 변화에 대한 주기를 예측할 수 없기 때문에, 저장 주기에 관한 결정이 어렵게 된다. 또한, 오차가 없는 동일한 장면을 촬영해야만 하기 때문에 움직이는 물체가 있는 경우 안개 왜곡 정도를 추정 시 오류가 발생할 수 있다.The latter modeled the effect of light scattering due to fog on the image. First, there is disclosed a technique of correcting distortion caused by fog by comparing a scene of two or more images obtained in different weather environments, estimating a scene depth, and correcting the scene depth. However, this requires two image inputs having different weather conditions, so that real-time implementation requires a video storage space corresponding to the change of weather while sensing the change of weather. Since it is impossible to predict the cycle of the weather change, it becomes difficult to determine the storage cycle. In addition, since the same scene without errors should be photographed, an error may occur when estimating the degree of fog distortion when there is a moving object.

다음으로, 안개에 의해 영상의 화소 값이 변한 정도를 추정하여 빼 줌으로써 안개에 의한 왜곡을 보정하는 기술이 명시되어 있다. 하지만, 안개가 균일하다는 가정으로부터 출발하였기 때문에 균일하고 옅은 안개의 경우에는 적용 가능하나 실제 균일하지 않은 안개의 경우가 더 많고, 안개가 균일하다고 할지라도 카메라와 피사체와의 거리에 따라 안개에 의하여 영향을 받는 정도가 달라지므로 실제 적용에 있어서는 문제점이 있다.Next, a technique for correcting the distortion caused by mist by estimating and subtracting the degree of change of the pixel value of the image by the fog is specified. However, since it is based on the assumption that the fog is homogeneous, it is applicable to uniform and light fog, but there are more cases of nonuniform fog, and even if the fog is uniform, depending on the distance between the camera and the object, There is a problem in actual application.

또한, 히스토그램 평활화 또는 감마 보정과 같은 일반적인 영상 대조비 개선 기법들은 영상 전체적으로 대조비를 향상할 수 있지만, 영상의 깊이정보에 따라 차등적으로 대조비가 하락한 안개 영상에서는 영상의 대조비 개선이 어렵다.In addition, general image contrast ratio enhancement techniques such as histogram smoothing or gamma correction can improve the contrast ratio of the entire image, but it is difficult to improve the contrast ratio of the image in the fog image in which the contrast ratio is lowered differently according to the depth information of the image.

본 출원은 영상에서 대조비 및 영상 손실량에 의한 최종 비용함수 값을 근사함으로써, 영상에서의 영상의 깊이 정보에 따라 차등적으로 대조비를 개선되면서, 동시에 영상 손실량을 최소화되는 최종 비용함수 값을 빠른 속도로 연산 가능하여, 헤이즈를 포함한 정지영상으로부터 헤이즈 성분을 빠른 속도로 효과적으로 추정하여 제거함으로써 영상 화질을 개선해 줄 수 있는 영상 처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.The present application relates to a method and apparatus for estimating a final cost function value by approximating a final cost function value based on a contrast ratio and a video loss amount in an image to improve the contrast ratio in accordance with depth information of the image, The present invention also provides an image processing apparatus and method that can improve the image quality by effectively estimating and removing haze components from still images including haze at a high speed.

헤이즈가 포함된 영상에서 헤이즈 밝기를 측정하는 헤이즈 밝기 측정부와, 상기 영상에서 대조비 및 영상 손실량에 의한 최종 비용함수 값을 근사하는 근사부와, 상기 근사된 최종 비용함수의 값을 기초로 블록단위 전달량을 추정하고, 상기 블록 단위 전달량을 이용하여 화소 단위 전달량을 추정하는 전달량 추정부와, 상기 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량을 이용하여 상기 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치가 제공된다.An approximation unit for approximating a final cost function value based on a contrast ratio and a video loss amount in the image, and a histogram unit for approximating a final cost function value based on the approximated final cost function, A transmission amount estimating unit estimating a transmission amount and estimating a pixel-by-pixel transmission amount using the block-by-block transmission amount; and an image restoring unit restoring the image using the haze brightness and the pixel- There is provided an image processing apparatus for removing the image.

본 출원의 일 실시예와 관련된 영상 처리 장치는, 로그 함수를 이용하여 최종 비용함수 값을 근사함으로써, 영상에서의 영상의 깊이 정보에 따라 차등적으로 대조비가 개선되면서, 동시에 영상 손실량이 최소화되는 최종 비용함수 값을 빠른 속도로 연산 가능하여, 헤이즈를 포함한 정지영상으로부터 헤이즈 성분을 빠른 속도로 효과적으로 추정하여 제거함으로써 영상 화질을 개선할 수 있다.The image processing apparatus according to an embodiment of the present application approximates the final cost function value using a logarithmic function so that the contrast ratio is improved differentially according to the depth information of the image in the image, The cost function value can be computed at a high speed, and the image quality can be improved by efficiently estimating and removing the haze component from the still image including the haze at a high speed.

도 1은 본 출원에 따른 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 출원에 따른 영상 처리 장치에 있어서, 헤이즈 밝기 측정부의 구성을 상세히 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 출원에 따른 영상 처리 장치에 있어서, 최종 비용함수 근사부의 구성을 상세히 나타낸 블럭도이다.
도 4는 일반적인 영상 손실 최소화의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일반적인 영상 손실량에 의해 구하는 전달량의 불연속 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 수학식 7로 표현되는 로그 함수 원형(g(x))을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 처리 방법의 측정 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상 처리 방법의 근사 단계 및 추정 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus for removing haze included in a still image according to the present application.
2 is a block diagram showing in detail the configuration of the haze brightness measuring unit in the image processing apparatus according to the present application.
3 is a block diagram showing in detail the structure of the final cost function approximation unit in the image processing apparatus according to the present application.
FIG. 4 is a diagram for explaining a general concept of minimizing a video loss.
5 is a diagram for explaining the concept of discontinuity of the amount of transmission obtained by a general image loss amount.
FIG. 6 is a graph showing the logarithmic function prototype g (x) expressed by Equation (7).
7 is a flowchart illustrating an image processing method according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating in detail measurement steps of the image processing method according to the present invention.
9 is a flowchart illustrating an approximation step and an estimation step of the image processing method according to the present invention in detail.

본 출원은 영상 처리 장치에 관한 것이다. 예시적인 본 출원의 영상 처리 장치는, 로그 함수를 이용하여 최종 비용함수 값을 근사함으로써, 영상에서 대조비가 최대이고 동시에 영상 손실량이 최소인 최종 비용함수의 값을 빠른 속도로 연산할 수 있고, 이에 따라, 헤이즈를 포함한 정지영상으로부터 헤이즈 성분을 빠른 속도로 효과적으로 추정하여 제거할 수 있다.The present application relates to an image processing apparatus. An exemplary image processing apparatus of the present application can approximate a final cost function value using a logarithmic function to calculate a final cost function value having a maximum contrast ratio and a minimum image loss at the same time at a high speed, Accordingly, it is possible to effectively estimate and remove the haze component from the still image including the haze at a high speed.

본 출원에서 용어 「헤이즈」는 대기 중의 안개일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 안개와 유사한 예컨대, 황사, 먼지 및 대기 중에 포함된 공중 부유물 등의 희부연 것일 수 있다.The term " haze " in the present application may be fog in the air, but is not necessarily limited thereto, and may be a fog-like one similar to fog, for example, yellow dust, dust and air suspended in air.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 출원의 실시예에 대하여 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 출원은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present application may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

본 출원에 따른 영상 처리 장치는 측정부, 근사부, 추정부, 복원부를 포함한다.An image processing apparatus according to the present application includes a measuring unit, an approximating unit, an estimating unit, and a restoring unit.

하나의 예시에서, 상기 영상 처리 장치는 헤이즈가 포함된 영상을 하기 수학식 1을 이용하여 복원할 수 있다.In one example, the image processing apparatus can restore an image including a haze using Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017006325525-pat00001
Figure 112017006325525-pat00001

여기서, Ip는 화소위치 p에서 취득 영상의 밝기 값(헤이즈에 영향을 받은 영상임), Jp는 화소위치 p에서 취득 영상의 원 밝기 값(헤이즈에 영향을 받지 않은 영상임), tp는 화소위치 p에서 취득 영상의 전달량(깊이 정보, 영상과 해당 지점과의 거리), A는 헤이즈 밝기 값을 의미한다.Here, I p is (image being affected by haze) brightness value of the captured image at the pixel position p, J p is (image Im that is being affected by haze) original luminance value of the captured image at the pixel position p, t p (Depth information, distance between the image and the corresponding point) and A represents the haze brightness value at the pixel position p.

이때, 영상 처리 장치는 대조비를 고려하는 비용(Ec), 대조비 향상 시 발생할 수 있는 영상 손실(EL)을 고려한 비용함수를 만들고, 그 비용함수를 최소로 하는 전달량(t)를 구한 후, 수학식 1을 이용하여 헤이즈가 포함된 영상을 복원한다.At this time, the image processing apparatus makes a cost function considering the cost (E c ) considering the contrast ratio and the image loss (E L ) that can occur when the contrast ratio is improved, and calculates the transfer amount (t) The image including the haze is restored using Equation (1).

이하, 영상 처리 장치가 수학식 1을 이용하여 헤이즈가 포함된 정지영상을 복원하는 기술에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a technique for restoring a still image including a haze using Equation (1) by the image processing apparatus will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 출원에 따른 영상 처리 장치에 있어서 헤이즈 밝기 측정부의 구성을 상세히 나타낸 블럭도이며, 도 3은 본 출원에 따른 영상 처리 장치에 있어서 최종 비용함수 근사부의 구성을 상세히 나타낸 블럭도이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus for removing haze included in a still image according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a haze brightness measuring unit in the image processing apparatus according to the present application, And FIG. 3 is a block diagram showing in detail the structure of the final cost function approximation unit in the image processing apparatus according to the present application.

도 1을 참조하면, 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치(100)는 헤이즈 밝기 측정부(110), 최종 비용함수 근사부(120), 블록 단위 전달량 추정부(130), 화소 단위 전달량 추정부(140), 영상 복원부(150)를 포함한다. 본 출원에서 용어 「근사부」 와 「최종 비용함수 근사부」는 동일한 의미이다.1, an image processing apparatus 100 for removing haze included in a still image includes a haze brightness measuring unit 110, a final cost function approximating unit 120, a block unit transmission amount estimating unit 130, A transmission amount estimating unit 140, and an image restoring unit 150. The terms " approximate part " and " final cost function approximation part " have the same meaning in the present application.

상기 헤이즈 밝기 측정부(110)는 헤이즈가 포함된 영상을 미리 정해진 일정 개수의 블록으로 나누어 블록별 대표값을 각각 구하고, 상기 대표값들 중에서 그 값이 가장 큰 블록을 선택 및 그 선택된 블록의 넓이가 기 설정된 넓이 이하가 될 때까지 상기 선택된 블록을 상기 일정 개수의 블록으로 나누어 대표값을 구하는 과정을 반복하여 헤이즈 밝기를 구한다. 상기 헤이즈가 포함된 영상은 헤이즈가 포함된 정지영상일 수 있다.The haze brightness measuring unit 110 divides an image including the haze into a predetermined number of blocks to obtain representative values for each block, selects a block having the largest value among the representative values, And dividing the selected block into the predetermined number of blocks until a representative value is obtained. The image including the haze may be a still image including haze.

헤이즈 밝기 값을 구하기 위해서는 "헤이즈는 태양으로부터 도달한 대기중의 빛이므로 영상 내에서 매우 밝은 값을 가진다", "헤이즈에 의해 영향을 받은 화소값은 헤이즈 밝기 값과 비슷한 값을 가진다"의 가정을 이용한다. 또한, 수학식 1을 참고하면, 취득한 영상에서 전달량(깊이정보, 영상과 객체간의 거리)이 클수록 헤이즈의 영향을 많이 받음을 알 수 있고, 따라서 헤이즈의 영향을 많이 받은 영역은 대부분의 값이 헤이즈값 주위에 분포하므로 표준편차가 작아진다.In order to obtain the haze brightness value, it is assumed that "the haze has a very bright value in the image because it is the light in the atmosphere reached from the sun" and "the pixel value influenced by the haze has a value similar to the haze brightness value" . Referring to Equation (1), it can be seen that the larger the amount of transmission (depth information, distance between the image and the object) in the acquired image is, the larger the influence of haze is. Therefore, The standard deviation is small because it is distributed around the value.

따라서, 상기 2가지 가정을 조합하면, 헤이즈 밝기 값은 영상 내에서 매우 밝은 값을 가지며, 헤이즈에 의해 가장 많이 영향을 받은 영역에서 취득할 수 있다는 것을 알 수 있다. 일반적으로 헤이즈는 가장 밝은 화소값으로 선택하는 경우가 있는데, 이럴 경우 흰색 객체가 선택될 수도 있으므로 문제가 발생한다. 그러므로, 블록을 점차적으로 줄여나가면서 헤이즈값의 후보군을 좁혀나가기 위해 블록으로 나누어 검출하고, 최종적으로 후보군이 줄여진 상태에서는(설정된 넓이의 블록) 이미 블록 내 모든 화소값은 대부분 헤이즈 밝기 값에 영향을 받았다고 볼 수 있으므로, 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기 값으로 선택해도 오차가 발생할 소지가 적다. 따라서, 헤이즈 밝기 측정부(110)는 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기값으로 선택할 수 있다.Therefore, it can be seen that, by combining the above two assumptions, the haze brightness value has a very bright value in the image and can be obtained in the region most affected by haze. Generally, the haze is selected as the brightest pixel value, which causes a problem because the white object may be selected. Therefore, in order to narrow down the candidate group of the haze value gradually while reducing the block gradually, the detection is divided into blocks. When the candidate group is finally reduced (the block of the set width), all pixel values in the block are mostly influenced by the haze brightness value , It is less likely that an error will occur even if the brightest pixel value is selected as the haze brightness value. Accordingly, the haze brightness measuring unit 110 can select the brightest pixel value as the haze brightness value.

상기 헤이즈 밝기 측정부(110)에 대해 도 2를 참조하면, 헤이즈 밝기 측정부(110)는 영역 분할 모듈(112), 대표값 계산 모듈(114), 화소값 선택 모듈(116)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the haze brightness measuring unit 110 includes a region dividing module 112, a representative value calculating module 114, and a pixel value selecting module 116.

상기 영역 분할 모듈(112)은 헤이즈가 포함된 영상을 미리 정해진 일정 개수의 블록으로 나눈다. 상기 블록은의 일정 개수는 2개 또는 4개일 수 있고, 다시 말해, 2분할 또는 4분할일 수 있다.The area division module 112 divides the image including the haze into a predetermined number of blocks. The predetermined number of blocks may be two or four, that is, it may be two or four.

블록에서 대표값을 구할 때, 블록 내 화소 값들의 평균 밝기와 표준 편차를 이용하는데, 이 값들은 모두 블록의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 20 x 20 크기의 블록을 이용하여 대표값을 구할 경우, 헤이즈가 없는 영역에 흰색 건물이나 흰색 차량 등과 같은 밝은 객체가 존재하면, 대표값이 높게 선택될 수 있다. 블록의 크기를 확대하면, 대표값은 보다 헤이즈가 많은 쪽에서 선택되나, 블록 내에서 헤이즈 밝기 값을 찾기가 어렵기 때문에 블록을 점차적으로 줄여나가면서 헤이즈 밝기 값의 후보군을 좁혀나가기 위해 영상을 블록으로 분할한다.When a representative value is obtained from a block, the average brightness and standard deviation of the pixel values within the block are used. These values may vary depending on the size of the block. For example, when a representative value is obtained by using a block having a size of 20 x 20, if there is a bright object such as a white building or a white vehicle in a haze-free area, the representative value can be selected to be high. If the size of the block is enlarged, the representative value is selected from the side having a larger haze value. However, since it is difficult to find the haze value in the block, the block is gradually reduced and the image is blocked to narrow the candidate value of the haze value .

상기 대표값 계산 모듈(114)은 상기 영역 분할 모듈(112)에서 분할된 각 블록별로 화소들의 평균과 표준편차를 각각 구하고, 각 블록별로 평균과 표준편차간의 차를 근거로 대표값을 구한다.The representative value calculation module 114 obtains an average and a standard deviation of pixels for each of the divided blocks in the area division module 112 and obtains a representative value based on a difference between an average and a standard deviation for each block.

즉, 헤이즈 밝기 값은 영상 내에서 매우 밝은 값을 가지며, 헤이즈에 의해 가장 많이 영향을 받은 영역에서 취득할 수 있는데, 헤이즈의 영향을 많이 받은 영역은 대부분의 값이 헤이즈값 주위에 분포하므로 표준편차가 작아진다. 따라서, 상기 대표값 계산 모듈(114)는 헤이즈 밝기 값을 구하기 위해 각 블록의 평균과 표준편차를 이용하여 대표값을 구한다.That is, the haze brightness value has a very bright value in the image and can be acquired in the region most affected by the haze. Since the majority of the region affected by the haze is distributed around the haze value, . Accordingly, the representative value calculation module 114 obtains a representative value using an average and a standard deviation of each block to obtain a haze brightness value.

상기 화소값 선택 모듈(116)은 상기 대표값 계산 모듈(114)에서 각 블록별로 구해진 대표값들 중에서 그 값이 가장 큰 블록을 선택하고, 상기 선택된 블록의 넓이가 기 설정된 넓이 이하가 된 경우, 그 블록에서 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기로 선택한다.The pixel value selection module 116 selects the block having the largest value among the representative values obtained for each block in the representative value calculation module 114. When the width of the selected block becomes equal to or less than a predetermined width, The brightest pixel value in the block is selected as the haze brightness.

즉, 최종적으로 후보군이 줄여진 상태에서는(설정된 넓이의 블록) 이미 블록 내 모든 화소값은 대부분 헤이즈값에 영향을 받았다고 볼 수 있으므로 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기로 선택해도 오차가 발생할 소지가 적다. 따라서, 상기 화소값 선택 모듈(116)은 블록의 넓이가 기 설정된 넓이 이하가 된 경우, 그 블록에서 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기로 선택한다.That is, when the candidate group is finally reduced (block of the set width), all the pixel values in the block are mostly affected by the haze value. Therefore, even if the brightest pixel value is selected as the haze brightness, the error is less likely to occur. Accordingly, when the width of the block is less than or equal to a predetermined width, the pixel value selection module 116 selects the brightest pixel value as the haze brightness.

상기 화소값 선택 모듈(116)은 대표값이 가장 큰 블록을 선택하고, 그 선택된 블록의 넓이가 기 설정된 넓이 이하인지를 판단한다. 여기서, 상기 기 설정된 넓이는 그 블록의 (가로 길이 * 세로 길이)로서 예를 들면, 200일 수 있다. 상기 판단결과 상기 선택된 블록의 넓이가 200 이하가 된 경우, 상기 화소값 선택 모듈(116)은 상기 선택된 블록에서 가장 밝은 화소값을 선택하고, 상기 선택된 화소값을 헤이즈 밝기로 추정한다.The pixel value selection module 116 selects a block having the largest representative value and determines whether the width of the selected block is equal to or less than a predetermined width. Here, the predetermined width may be, for example, 200 (length * vertical length) of the block. As a result of the determination, if the width of the selected block becomes 200 or less, the pixel value selection module 116 selects the brightest pixel value in the selected block and estimates the selected pixel value as the haze brightness.

만약, 상기 판단결과 상기 선택된 블록의 넓이가 200 이하가 아니면, 상기 화소값 선택 모듈(116)은 상기 선택된 블록을 일정 개수로 분할 및 대표값들을 각각 구하고, 대표값이 가장 큰 블록을 선택하여 기 설정된 넓이 이하인지를 판단하는 과정을 반복하여, 기 설정된 넓이 이하의 블록이 선택된 경우, 그 선택된 블록에서 가장 밝은 화소값을 헤이즈 밝기로 추정한다.If it is determined that the width of the selected block is not less than 200, the pixel value selection module 116 divides the selected block into a predetermined number and obtains representative values, selects a block having the largest representative value, If it is determined that the block size is less than or equal to the predetermined width, the brightest pixel value in the selected block is estimated as the haze brightness.

다시 도 1을 참조하면, 최종 비용함수 근사부(120)는 상기 헤이즈가 포함된 영상을 미리 정해진 일정 개수의 블록으로 분할하고, 블록별로 대조비 및 후술하는 수학식 4를 이용하여 영상 손실량을 각각 구한 후, 후술하는 수학식 10을 이용하여 상기 대조비, 영상손실량에 의한 최종 비용함수 값을 근사할 수 있다. Referring to FIG. 1 again, the final cost function approximation unit 120 divides the image including the haze into a predetermined number of blocks, calculates a video loss amount using a contrast ratio for each block, and Equation (4) Then, the final cost function value based on the contrast ratio and the image loss amount can be approximated by using Equation (10) described later.

최종 비용함수 근사부(120)에 대해 도 3을 참조하면, 최종 비용함수 근사부(120)는 영상 분할 모듈(122), 비용함수 계산 모듈(124), 최종 비용함수 계산 모듈(126)을 포함한다.3, the final cost function approximation unit 120 includes an image segmentation module 122, a cost function calculation module 124, and a final cost function calculation module 126. The final cost function approximation unit 120 includes a final cost function approximation unit 120, do.

상기 영상 분할 모듈(122)은 상기 헤이즈가 포함된 영상을 미리 정해진 일정 개수의 블록으로 나눈다. 이때, 블록의 크기가 너무 작을 경우 전달량 추정이 어렵기 때문에, 블록의 최소 크기는 16*16 이상의 크기로 정하고, 블록의 개수는 임의로 정할 수 있다. 여기서, 영역 분할을 하는 것은 균등하지 않은 헤이즈에 의한 영향을 고려하여 헤이즈 성분을 보상해주기 위함이고, 영역분할을 위한 블록의 개수는 하드웨어 복잡도를 고려하여 적절하게 선정할 수 있다.The image division module 122 divides the image including the haze into a predetermined number of blocks. In this case, when the block size is too small, it is difficult to estimate the transmission amount. Therefore, the minimum size of the block is set to 16 * 16 or more, and the number of blocks can be arbitrarily set. Here, the area division is performed to compensate the haze component in consideration of the unevenness of the haze, and the number of blocks for the area division can be appropriately selected in consideration of the hardware complexity.

또한, 영상을 복원하기 위해서는 수학식 1을 이용하는데, 헤이즈밝기 측정부(110)에서 구해진 헤이즈 밝기 값만 알고 있으므로, 모든 화소마다 전달량(tp)과 원 밝기값(Jp)을 계산해야 하는데, 식보다 미지수가 많은 문제(under-determined problem)가 있다. 따라서 블록 내에 전달량(tp)이 모두 동일하다고 가정을 할 경우 B(블록 내 화소의 개수)개의 식에 대해 (B+1)개의 미지수로 미지수의 수를 크게 줄일 수 있다. 따라서, 영상을 분할하지 않고 영상 전체에 동일한 전달량(t)으로 가정하게 되면, 영상의 깊이 정보에 따른 영상 열화를 적응적으로 보상할 수 없기 때문에, 영상을 분할하여 지역적 깊이 정보를 고려한 것이다.In order to restore the image, Equation 1 is used. Since only the haze brightness value obtained by the haze brightness measuring unit 110 is known, the transmission amount t p and the original brightness value J p must be calculated for every pixel. There is an under-determined problem. Therefore, if we assume that the transfer quantities (t p ) are all the same in the block, the number of unknowns can be greatly reduced to (B + 1) unknowns for B (the number of pixels in the block). Therefore, if the same amount of transmission (t) is assumed for the entire image without dividing the image, the image degradation according to the depth information of the image can not be adaptively compensated.

상기 영상 분할 모듈(122)에서 분할된 각 블록별로 미리 정해진 범위의 전달량을 일정 비율씩 변화시키면서 대조비, 영상 손실량을 각각 구한다.The control unit 120 calculates the contrast ratio and the image loss amount while changing the transmission amount of the predetermined range for each of the divided blocks in the image division module 122 by a predetermined ratio.

전달량(t)을 구하고자 할 경우, 전달량(t)에 의해서 결정된 출력 영상의 대조비는 커야 하고(1), 전달량(t)에 의해서 결정된 출력 영상의 손실은 최소가 되어야 한다(2)는 조건이 만족되어야 한다.(1), the loss of the output image determined by the amount of transmission (t) should be minimized. (2) When the transmission rate t is to be calculated, Should be satisfied.

그러므로, 상기 비용함수 계산모듈(124)은 대조비를 고려하는 비용(Ec), 대조비 향상 시 발생할 수 있는 영상 손실(EL)을 고려한 비용함수를 만들고, 각 비용함수를 이용하여 대조비, 영상 손실량을 구한다.Therefore, the cost function calculation module 124 creates a cost function that considers the cost (E c ) considering the contrast ratio and the image loss (E L ) that can occur when the contrast ratio is improved, and calculates the cost ratio .

따라서, 상기 비용함수 계산 모듈(124)은 대조비를 구하는 대조비 계산 모듈(124a), 영상 손실량을 구하는 영상 손실량 계산 모듈(124b)을 포함한다.Therefore, the cost function calculation module 124 includes a contrast ratio calculation module 124a for calculating a contrast ratio, and a video loss calculation module 124b for obtaining a video loss amount.

상기 대조비 계산 모듈(124a)은 수학식 2와 같이 각 화소의 화소값을 이용한 분산(δ2)을 이용하여 대조비(Ec)를 구한다.The contrast ratio calculation module 124a calculates the contrast ratio E c using the variance (δ 2 ) using the pixel values of each pixel as shown in Equation ( 2 ).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017006325525-pat00002
Figure 112017006325525-pat00002

상기 수학식 2에서, 상기 N은 화소 개수, Jp는 원래 객체가 가지고 있는 밝기, p는 각 화소의 위치,   

Figure 112017006325525-pat00003
는 원래 객체가 가지고 있는 밝기의 평균을 의미한다.In Equation (2), N is the number of pixels, J p is the brightness of the original object, p is the position of each pixel,
Figure 112017006325525-pat00003
Means the average of the brightness of the original object.

수학식 2는 영상에서 대조비(contrast)를 계산하는 방법으로 많이 사용되는 RMS contrast를 이용한 것으로, RMS contrast는 영상의 분산값을 이용하여 대조비를 측정한다.Equation (2) uses RMS contrast, which is often used as a method of calculating the contrast in an image, and RMS contrast measures the contrast ratio using the variance of the image.

또한, 전달량(t)에 의해서 결정된 출력 영상의 대조비는 커야 하므로, 수학식 2와 같은 비용함수를 만들고, 그 비용함수가 최소가 되는(최적의 값) 전달량(t)을 찾는 것이 목적이므로, RMS contrast는 대조비가 좋아질수록 값이 증가하기 때문에, 비용함수에서는 전달량이 작아질수록 비용함수가 작아지도록 설정하기 위해 - 기호를 붙인다.In addition, since the control ratio of the output image determined by the amount of transmission t must be large, the objective is to find the amount of transmission t at which the cost function is minimized (optimum value) Since the value increases as the contrast ratio increases, the contrast function is marked with a minus sign to set the cost function to decrease as the amount of transmission decreases.

즉, 상기 대조비 계산 모듈(124a)은 각 블록별로 각 화소의 화소값을 이용한 분산에 -1을 곱하여 대조비를 구한다. 상기 수학식 2는 제1 비용함수(또는, 대조비 향상 비용함수)로 칭할 수 있고, 상기 제1 비용함수는 복원한 영상의 대조비를 최대로 하는 전달량을 찾는 함수로, 대조비를 최대화하는 블록단위 전달량은 항상 '0'으로 수렴한다. 블록 단위 전달량이 '0'에 수렴할 경우, 입력 화소값에 대한 출력 화소값이 컴퓨터가 표현할 수 있는 화소값 [0 255]를 넘는 값으로 결정된다.That is, the contrast ratio calculation module 124a multiplies the variance using the pixel value of each pixel for each block by -1 to obtain a contrast ratio. The second cost function is a function for finding the amount of transmission that maximizes the contrast ratio of the restored image. The second cost function is a function for finding the block-by-block transmission amount maximizing the contrast ratio Always converges to '0'. When the block unit transmission amount converges to '0', the output pixel value for the input pixel value is determined as a value exceeding the pixel value [0 255] that the computer can represent.

즉, 블록 단위 전달량이 '0'에 수렴할 경우, '0'이하 또는 '255'이상의 출력 화소값이 영상 손실로 존재하는데, 그 영상 손실을 최소화하는 것이 필요하다. 상기 영상 손실량은 '0'이하 또는 '255'이상의 출력 화소값이 0과 255로 절삭된 양을 말한다.That is, when the block unit transmission amount converges to '0', an output pixel value of '0' or less or '255' or more exists as a video loss, and it is necessary to minimize the video loss. The video loss amount refers to an amount of the output pixel value of '0' or less or '255' or more, which is cut to 0 and 255.

도 4는 일반적인 영상 손실 최소화의 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 일반적인 영상 손실량에 의해 구하는 전달량의 불연속 개념을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 수학식 7로 표현되는 로그 함수 원형(g(x))을 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a diagram for explaining the concept of discontinuity of the amount of transmission obtained by a general amount of image loss, and FIG. 6 is a diagram illustrating a logarithmic function circularity g (x)).

한편, 종래 영상 처리 장치에서의 상기 영상 손실량 계산 모듈(124b)은 영상 손실을 최소화하기 위해 수학식 3에 의한 제2 비용함수를 이용하여 각 블록별 영상 손실량을 구한다.Meanwhile, in the conventional image processing apparatus, the video loss calculation module 124b calculates a video loss amount for each block by using a second cost function according to Equation (3) to minimize a video loss.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017006325525-pat00004
Figure 112017006325525-pat00004

수학식 3의 개념을 그림으로 표현하면 도 4와 같이 A영역의 면적과 같다. 상기 A영역은 '0'이하 또는 '255'이상의 화소값으로, 영상 손실량을 말한다.The concept of Equation (3) can be expressed as an area of area A as shown in FIG. The A region is a pixel value of '0' or less or '255' or more, and refers to a video loss amount.

그러나, 도 5를 참조하면, 컴퓨터가 표현할 수 있는 화소값은 [0 255]이기 때문에, 상기 제2 비용함수의 실제 함수는 A영역의 부분이 도 5의 B와 같이 '0' 또는 '255'의 수치로 고정된다. 이에 따라, 상기 제2 비용함수의 실제 함수는 x축의 값이 α 및 β인 C 지점에서 불연속적인 값을 가지는 함수로 나타난다. 다시 말해, 상기 제2 비용함수의 실제 함수는 부분적으로 선형 성질을 가지는 함수로 나타난다.5, since the pixel value that can be represented by the computer is [0, 255], the actual function of the second cost function is such that the part of the area A is '0' or '255' . Accordingly, the actual function of the second cost function appears as a function having a discontinuous value at the point C where the values of the x-axis are? And?. In other words, the actual function of the second cost function appears as a function having a partially linear property.

일반적으로, 불연속적인 함수는 그 해를 구하기 어렵기 때문에, 종래 제1 비용함수 및 불연속적인 값을 가지는 제2 비용함수에 의한 최종 비용함수의 경우, 대조비가 최대이면서 영상 손실이 최소인 해를 구하기 어렵다.In general, it is difficult to obtain a solution of a discontinuous function. Therefore, in the case of a final cost function based on a first cost function and a second cost function having a discontinuous value, it's difficult.

반면, 본 출원에서는 연속적인 로그 함수를 변환한 제1 변환함수 및 제2 변환 함수를 이용하여 영상 손실량을 근사하고, 근사된 영상 손실량을 기초로 최종 비용함수 값을 구하기 때문에, 본 출원의 영상 처리 장치는 대조비를 최대화하면서 동시에 영상 손실을 최소화하는 최종 비용함수의 값을 빠른 속도로 연산 가능하다.On the other hand, in the present application, since the image loss is approximated using the first conversion function and the second conversion function that are obtained by converting the continuous log function, and the final cost function value is obtained based on the approximated image loss amount, The device can calculate the final cost function value that maximizes the contrast ratio while simultaneously minimizing the video loss.

하나의 예시에서, 상기 영상 손실량 계산 모듈(124b)은 제1 변환함수 및 제2 변환 함수를 이용하여 영상 손실량을 근사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 변환 함수 및 제2 변환 함수의 차이를 이용하여 영상 손실량을 근사할 수 있다.In one example, the video loss calculation module 124b may approximate the video loss using a first transform function and a second transform function. For example, the difference between the first conversion function and the second conversion function can be used to approximate the video loss amount.

또한, 상기 영상 손실량 계산 모듈(124b)는 하기 수학식 4를 이용하여 각 블록별 영상 손실량을 근사한다.Also, the video loss calculation module 124b approximates the video loss amount for each block using the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112017006325525-pat00005
Figure 112017006325525-pat00005

상기 수학식 4에서,

Figure 112017006325525-pat00006
는 제1 변환 함수를 나타내며,
Figure 112017006325525-pat00007
는 제2 변환 함수를 나타낸다.In Equation (4)
Figure 112017006325525-pat00006
Represents a first transform function,
Figure 112017006325525-pat00007
Represents a second transform function.

하나의 예시에서, 상기 제1 변환 함수는 후술하는 로그 함수 원형(g(x))를 변환한 함수로서, 하기 수학식 5의 함수로 표현될 수 있다.In one example, the first conversion function is a function obtained by converting a logarithmic function prototype (g (x)) described later, and can be expressed by a function of the following equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112017006325525-pat00008
Figure 112017006325525-pat00008

상기 수학식 5에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.In Equation (5), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.

또한, 상기 수학식 4에서 제2 변환 함수는 후술하는 수학식 13의 함수를 변환한 함수로서, 하기 수학식 6의 함수로 표현될 수 있다.In Equation (4), the second conversion function is a function obtained by converting the function of Equation (13), which will be described later, and can be expressed by a function of Equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112017006325525-pat00009
Figure 112017006325525-pat00009

상기 수학식 6에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.In Equation (6), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.

본 출원의 영상 처리 장치는, 종래 부분적으로 선형 성질을 가지는 제2 비용함수를 대신해, 연속적인 로그 함수로 변환된 제1 변환함수 및 제2 변환함수를 이용하여 영상 손실량을 근사함으로써, 최종 비용함수의 값을 정확하면서도 빠른속도로 구할수 있다.The image processing apparatus of the present application approximates a video loss amount by using a first conversion function and a second conversion function converted to a continuous log function instead of the second cost function having a conventionally partially linear property, Can be obtained accurately and at a high speed.

일 구체예에서, 상기 영상 손실량 계산 모듈(124b)는 도 6에 도시된 로그 함수를 이용하여 영상 손실량을 근사할 수 있고, 구체적으로, 상기 로그 함수는 하기 수학식 7로 표현되는 로그 함수 원형(g(x))일 수 있다. In one embodiment, the image loss amount calculation module 124b can approximate the image loss amount using the log function shown in FIG. 6, and more specifically, the log function can be approximated by a logarithmic function circular form g (x)).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112017006325525-pat00010
Figure 112017006325525-pat00010

상기 수학식 7에서, L은 0 내지 255 범위 내의 정수인 y축 방향 함수의 크기를 나타내고, k는 기울기를 나타내며,

Figure 112017006325525-pat00011
는 함수의 x축 방향 이동을 나타낸다.In Equation (7), L represents a magnitude of a y-axis direction function which is an integer within a range of 0 to 255, k represents a slope,
Figure 112017006325525-pat00011
Represents the x-axis movement of the function.

하나의 예시에서, 영상 손실량 계산 모듈(124b)는 상기 수학식 7로 표현되는 로그 함수 원형(g(x))을 전술한 제1 변환 함수로 변환하여 영상 손실량을 근사할 수 있다.In one example, the video loss calculation module 124b can approximate the video loss amount by converting the log function prototype g (x) expressed by Equation 7 into the first conversion function described above.

구체적으로, 상기 제1 변환 함수는 상기 로그 함수 원형(g(x))에서 기울기가 하기 수학식 8로 표현되는 함수 관계에 의해 근사된 변환 함수 이다. Specifically, the first transformation function is a transformation function approximated by a function relationship expressed by the following equation (8) in the logarithmic function prototype g (x).

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112017006325525-pat00012
Figure 112017006325525-pat00012

상기 수학식 8에서,

Figure 112017006325525-pat00013
는 x가 '0'일 때 x에 대해 미분한 로그 함수 원형을 나타내고,
Figure 112017006325525-pat00014
는 x가 '0'일 때 x에 대해 미분한 제2 변환함수를 나타낸다.In Equation (8)
Figure 112017006325525-pat00013
Represents a differentiated logarithmic function prototype for x when x is '0'
Figure 112017006325525-pat00014
Represents a second transform function that is differentiated with respect to x when x is '0'.

하나의 예시에서, 상기 수학식 8에서의 로그 함수 원형(g(x))은 L값이 255일 수 있고, 이 때, 상기 수학식 8의 함수 관계에 의해 근사되는 기울기는 하기 수학식 9로 표현될 수 있다.In one example, the logarithmic function prototype g (x) in Equation (8) may have an L value of 255, and the slope approximated by the function relationship of Equation (8) Can be expressed.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112017006325525-pat00015
Figure 112017006325525-pat00015

상기 수학식 9에서, t는 전달량을 나타낸다.In Equation (9), t represents the amount of transmission.

전술한 바와 같이, 상기 제1 변환 함수는 로그 함수 원형(g(x))가 상기 수학식 9의 기울기를 가질 때의 변환 함수일 수 있다.As described above, the first conversion function may be a conversion function when the logarithmic function prototype g (x) has the slope of Equation (9).

상기 수학식 2와 수학식 4를 통해 대조비와 영상 손실량이 구해지면, 상기 최종 비용함수 계산 모듈(126)은 상기 구해진 대조비, 영상 손실량에 의한 최종 비용함수 값을 구한다.When the control ratio and the video loss amount are obtained through Equations (2) and (4), the final cost function calculating module 126 obtains the final cost function value based on the calculated contrast ratio and the video loss amount.

즉, 전달량(t)를 구하고자 할 경우, 전달량에 의해서 결정된 출력 영상의 대조비는 커야 하고(1), 전달량에 의해서 결정된 출력 영상의 손실은 최소가 되어야 한다(2)는 조건이 만족되어야 한다. 상기 2가지의 조건을 만족하는 전달량을 찾는데, 2가지 조건을 비용함수라고 하는 함수로 만들고 이를 최소로 하는 전달량을 찾을 수 있어야 한다. 다시 말해, 비용함수가 최소가 되면, 출력영상의 대조비는 크고, 영상의 손실은 작다고 할 수 있다.That is, when the transmission amount t is to be obtained, the output ratio of the output image determined by the amount of transmission must be large (1), and the loss of the output image determined by the amount of transmission must be minimized (2). In order to find the amount of transmission satisfying the above two conditions, it is necessary to make the two conditions as a function called the cost function and find the amount of transmission that minimizes the amount. In other words, when the cost function is minimized, the contrast ratio of the output image is large and the loss of the image is small.

따라서, 최종 비용함수에는 상기 2가지 조건이 모두 포함되어야 하므로 블록 단위 전달량을 계산할 때 이를 모두 포함한 수학식 4와 같은 최종 비용함수를 만들고, 그 최종 비용함수를 이용하여 최종 비용함수 값을 구한다.Therefore, since both of the above two conditions must be included in the final cost function, when calculating the block unit transfer amount, a final cost function such as Equation (4) including all of them is created and a final cost function value is obtained using the final cost function.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112017006325525-pat00016
Figure 112017006325525-pat00016

상기 수학식 10에서, E는 최종 비용함수값, Ec는 대조비값, EL은 영상 손실량, λL은 영상 손실량 계수를 의미한다.In Equation (10), E denotes a final cost function value, E c denotes a control ratio value, E L denotes a video loss amount, and L denotes a video loss amount coefficient.

상기 블록 단위 전달량 검출 모듈(128)은 상기 최종 비용함수 계산 모듈(126)에서 구해진 최종 비용함수 값들 중에서 그 값을 최소로 하는 전달량을 블록 단위 전달량으로 검출한다. 즉, 블록 단위 전달량은 0부터 1까지의 범위에 해당하는 값 중 하나이므로, 상기 블록 단위 전달량 검출모듈(138)은 0부터 1사이의 값(수)들을 블록단위 전달량으로 변화시켜 가면서 최종 비용함수 값을 구하고, 그 최종 비용함수 값이 최소가 되는 전달량을 블록 단위 전달량으로 검출한다. 여기서, 0부터 1사이의 값(수)은 0.1, 0.2 등과 같은 값을 의미하고, 그 값은 임의의 간격 또는 비율로 변화될 수 있다.The block-based transfer amount detection module 128 detects an amount of transfer which minimizes the final cost function value obtained by the final cost function calculation module 126 as a block-by-block transfer amount. That is, since the block-based transmission amount is one of values corresponding to a range from 0 to 1, the block-based transmission amount detection module 138 changes the values (numbers) between 0 and 1 to the block- Value, and detects the amount of transmission at which the final cost function value becomes the minimum as the block-by-block transmission amount. Here, a value (number) between 0 and 1 means a value such as 0.1, 0.2, etc., and the value can be changed at an arbitrary interval or ratio.

도 1을 참조하면, 상기 블록 단위 전달량 추정부(130)와 화소단위 전달량 추정부(140)는 하나로 구성될 수 있고, 이 경우 블록 단위 전달량 추정부(130)와 화소단위 전달량 추정부(140)을 전달량 추정부로 하나의 구성으로 할 수도 있다.1, the block-based transmission-amount estimating unit 130 and the pixel-based transmission-amount estimating unit 140 may be combined into one unit. In this case, the block-based transmission-amount estimating unit 130 and the pixel- May be constituted by a transmission amount estimating unit.

도 3을 참조하면, 상기 블록 단위 전달량 추정부(130)는 블록 단위 전달량 검출 모듈(132)을 포함할 수 있고, 상기 검출 모듈은 최종 비용함수 계산 모듈(126)에서 구해진 최종 비용함수 값들 중에서 그 값을 최소로 하는 전달량을 블록 단위 전달량으로 검출한다. 즉, 블록 단위 전달량은 0부터 1까지의 범위에 해당하는 값 중 하나이므로, 상기 블록 단위 전달량 검출 모듈(128)은 0부터 1사이의 값(수)들을 블록 단위 전달량으로 변화시켜 가면서 최종 비용함수 값을 구하고, 그 최종 비용함수 값이 최소가 되는 전달량을 블록 단위 전달량으로 검출한다.Referring to FIG. 3, the block-based transfer amount estimating unit 130 may include a block-based transfer amount detecting module 132, and the detecting module may calculate a block- And detects the amount of transmission that minimizes the value as a block-by-block transmission amount. That is, since the block-by-block transmission amount is one of values corresponding to a range from 0 to 1, the block-by-block transmission amount detection module 128 changes values (numbers) between 0 and 1 to block- Value, and detects the amount of transmission at which the final cost function value becomes the minimum as the block-by-block transmission amount.

본 출원에서 용어 「0부터 1사이의 값(수)」는 0.1, 0.2 등과 같은 값을 의미하고, 그 값은 임의의 간격 또는 비율로 변화될 수 있다.In the present application, the term " value (number) between 0 and 1 " means a value such as 0.1, 0.2, etc., and the value may be changed at an arbitrary interval or ratio.

다시 도 1을 참조하면, 상기 화소 단위 전달량 추정부(140)는 상기 블록 단위 전달량 추정부(130)에서 검출된 블럭 단위 전달량을 에지 보존 필터에 적용하여 화소 단위 전달량으로 변환한다. 상기 에지 보존 필터는 입력 영상의 화소값을 이용하여 화소단위의 근사 전달량을 만든다.Referring again to FIG. 1, the pixel-unit-amount-of-transmission-amount estimating unit 140 applies the block-unit transmission amount detected by the block-by-block transmission-amount estimating unit 130 to an edge-preserving filter to convert it into a pixel-by-pixel transmission amount. The edge preserving filter generates an approximate amount of pixel-by-pixel transmission using the pixel values of the input image.

따라서, 상기 화소 단위 전달량 추정부(140)는 수학식 5를 이용하여 화소 단위의 근사 전달량을 구한다.Therefore, the pixel-unit-transmission-amount estimating unit 140 obtains an approximate transmission amount per pixel using Equation (5).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112017006325525-pat00017
Figure 112017006325525-pat00017

상기 수학식 11에서, 상기 

Figure 112017006325525-pat00018
는 화소 단위의 근사 전달량, Ip는 카메라에서 획득한 밝기를 의미하고, a, b는 에지 보존 필터를 적용하여 구해진 선형함수의 변수를 의미한다.In Equation (11) above,
Figure 112017006325525-pat00018
I p is the brightness obtained by the camera, and a and b are the parameters of the linear function obtained by applying the edge preserving filter.

입력 영상은 0 내지 255사이의 값을 가지는데, t는 0 내지 1 사이의 값을 가진다. 따라서, 수학식 11은 입력 영상을 이용하여 t를 표현하기 위해서 0 내지 255사이의 값을 a와 b를 통해 0 내지 1 사이로 줄이고, 크기(평균 값)도 비슷하게 맞추고자 한 수식이다.The input image has a value between 0 and 255, where t has a value between 0 and 1. Accordingly, the expression (11) is a formula for reducing the value between 0 and 255 between 0 and 1 through a and b in order to express t using the input image, and adjusting the size (average value) to be similar.

따라서, 화소단위 전달량 추정부(140)는 블록단위 전달량과 근사 전달량의 차이가 최소가 되는 a, b를 구함으로써 화소단위의 전달량을 획득할 수 있다. a, b를 계산할 때 W크기의 윈도우를 사용하여 a, b를 계산하고 다음 화소로 이동하여 a, b를 계산한다. 겹치는 영역에서는 a, b를 평균한다.Accordingly, the pixel-unit-amount-of-transmission-amount estimation unit 140 can obtain the pixel-by-pixel transmission amount by obtaining a and b that minimize the difference between the block-based transmission amount and the approximate transmission amount. Compute a and b using a window of size W and calculate a and b by moving to the next pixel. A and b are averaged in the overlapping region.

이때, 근사 전달량과 블록 단위 전달량의 차이가 최소가 되게 하기 위해서 식을 정의하면 수학식 12와 같다.In this case, Equation 12 is defined as Equation 12 to minimize the difference between the approximate transmission amount and the block unit transmission amount.

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112017006325525-pat00019
Figure 112017006325525-pat00019

상기 수학식 12에서, p는 화소위치를 말하고, B는 블록을 의미한다.In Equation (12), p denotes a pixel position, and B denotes a block.

수학식 12를 최소로 하는 a, b를 찾기 위해서 화소단위 전달량 추정부(130)는 선형대수에서 사용하는 최소 자승법을 이용한다.In order to find a and b which minimizes Equation (12), the pixel-unit-transmission-amount estimating unit (130) uses a least squares method used in linear algebra.

따라서, 상기 화소단위 전달량 추정부(140)는 최소 자승법에 의해 구해진 a, b변수에 의한 근사 전달량을 화소단위 전달량으로 검출한다.Accordingly, the pixel-based transmission amount estimation unit 140 detects the approximate transmission amount by the a and b variables obtained by the least squares method as the pixel-by-pixel transmission amount.

즉, 영상의 데이터는 화소마다 변하는데, 계산된 전달량은 블록단위로 계산되어있으므로, 전달량을 이용하여 영상을 복원할 경우 블록의 경계부분에서 전달량 값의 차이로 인하여 블록열화현상이 나타난다. 상기 블록 열화 현상은 블록의 경계부분에서 화소값 차이가 크게 벌어지는 현상을 말한다. 따라서 이러한 블록 열화 현상을 제거하기 위해 블록단위로 계산된 전달량을 화소단위 전달량으로 변환해야 한다.In other words, the data of the image changes every pixel, and since the calculated amount of calculation is calculated in units of blocks, when the image is restored by using the amount of transmission, block deterioration occurs due to the difference in the amount of transmission at the boundary of the block. The block deterioration phenomenon refers to a phenomenon in which a difference in pixel value greatly spreads at a boundary portion of a block. Therefore, in order to eliminate the block deterioration phenomenon, it is necessary to convert the computed transmission amount into the pixel-based transmission amount.

상기 영상 복원부(140)는 상기 헤이즈 밝기 측정부(110)에서 구해진 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량 추정부(140)에서 구해진 화소 단위 전달량을 이용하여 상기 영상에서 헤이즈를 제거한다.The image reconstructing unit 140 removes haze from the image using the haze brightness obtained by the haze brightness measuring unit 110 and the pixel-by-pixel transmission amount obtained by the pixel-based transmission amount estimating unit 140.

예를 들어, 상기 영상 복원부(150)는 수학식 13을 이용하여 헤이즈가 제거된 영상을 생성한다.For example, the image reconstructing unit 150 generates an image with the haze removed using Equation (13).

[수학식 13]&Quot; (13) "

Figure 112017006325525-pat00020
Figure 112017006325525-pat00020

상기 수학식 13에서, Ip는 카메라에서 획득한 밝기, Jp는 원래 객체가 가지고 있는 밝기, p는 각 화소의 위치, A는 헤이즈 밝기, tp는 화소 단위 전달량을 의미한다.In Equation (13), Ip is the brightness acquired by the camera, Jp is the brightness of the original object, p is the position of each pixel, A is the haze brightness, and tp is the pixel-unit transmission amount.

본 출원은 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 영상 처리 장치를 이용하여 수행될 수 있으며, 따라서, 상기 영상 처리 장치에서 설명한 내용과 중복되는 부분의 설명은 생략하기로 한다. 예시적인 영상 처리 방법은 헤이즈가 포함된 영상에서 헤이즈 밝기를 측정하는 측정 단계와, 상기 영상에서 대조비 및 영상 손실량에 의한 최종 비용함수를 근사하는 근사 단계와, 상기 근사된 최종 비용함수 값을 기초로 블록단위 전달량을 추정하고, 상기 블록 단위 전달량을 이용하여 화소 단위 전달량을 추정하는 추정 단계와, 상기 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량을 이용하여 상기 영상을 복원하는 복원 단계를 포함한다.The present application relates to an image processing method for removing haze contained in still images. The above method can be performed using the image processing apparatus, and therefore, the description of the parts overlapping with those described in the image processing apparatus will be omitted. An exemplary image processing method includes: a measurement step of measuring haze brightness in an image including haze; an approximation step of approximating a final cost function based on the contrast ratio and the image loss amount in the image; Estimating a block-by-block transmission amount, estimating a pixel-by-pixel transmission amount using the block-by-block transmission amount, and restoring the image using the haze brightness and the pixel-by-pixel transmission amount.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 영상 처리 방법를 설명하며, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 영상 처리 방법의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the image processing method of the present application will be described with reference to the accompanying drawings, and the attached drawings are illustrative, and the scope of the image processing method of the present application is not limited by the accompanying drawings.

도 7은 본 발명에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an image processing method according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 출원에 따른 영상 처리 방법은 헤이즈가 포함된 영상이 입력되면(S702), 상기 영상에서 헤이즈 밝기를 측정한다(S704). 상기 헤이즈 밝기 측정(S704)에 대한 상세한 설명은 도 8을 참조하기로 한다.Referring to FIG. 7, in the image processing method according to the present application, when an image including haze is input (S702), the haze brightness is measured on the image (S704). The haze brightness measurement (S704) will be described in detail with reference to FIG.

상기 S704가 수행되면, 상기 영상 처리 장치는 상기 헤이즈가 포함된 영상을 미리 정해진 일정 개수의 블록을 분할하여 블록단위의 전달량을 추정한다(S706). 상기 블록 단위의 전달량을 추정(S706)에 대한 상세한 설명은 도 9를 참조하기로 한다.In step S704, the image processing apparatus divides the image including the haze into a predetermined number of blocks and estimates the amount of block-by-block transmission in step S706. The details of the block-by-block transmission amount estimation (S706) will be described with reference to Fig.

본 출원에 따른 영상 처리 방법은, 상기 S706이 수행되면, 상기 블럭 단위 전달량을 에지 보존 필터에 적용하여 화소 단위 전달량으로 변환한다(S708). 그런 다음 전술한 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량을 이용한 수학식 13을 이용하여 헤이즈가 제거된 영상을 생성한다.In the image processing method according to the present application, if the step S706 is performed, the block unit transmission amount is applied to the edge preservation filter and converted into the pixel unit transmission amount (S708). Then, the haze-free image is generated using Equation (13) using the above-described haze brightness and the pixel-unit transmission amount.

도 8은 본 발명에 따른 영상 처리 방법의 측정 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating in detail measurement steps of the image processing method according to the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 측정 단계는 일련의 과정에 따라 수행될 수 있다. 상기 일련의 과정은 예를 들어, 헤이즈 포함 영상을 2개 또는 4개의 블록으로 분할하고(S802), 각 블록에 대한 화소값의 평균과 표준편차를 각각 구한다(S804).Referring to FIG. 8, the measuring step may be performed according to a series of processes. In step S802, for example, the image including the haze is divided into two or four blocks (S802), and the average and standard deviation of the pixel values of the respective blocks are obtained (S804).

그런 다음 각 블록의 평균과 표준편차의 차에 의한 대표값을 블록별로 각각 구한다(S806). 그런 다음 각 블록별로 구해진 대표값들 중에서 그 값이 가장 큰 블록을 선택하고(S808), 그 선택된 블록의 넓이가 200이하인지의 여부를 판단한다(S810).Then, a representative value based on the difference between the average and the standard deviation of each block is obtained for each block (S806). Then, a block having the largest value among the representative values obtained for each block is selected (S808), and it is determined whether or not the width of the selected block is 200 or less (S810).

상기 S810의 판단결과 선택된 블록의 크기가 200이하인 경우, 상기 선택된 블록에서 가장 밝은 화소값을 선택하여 헤이즈 밝기로 정의한다(S812). If it is determined in step S810 that the size of the selected block is 200 or less, the brightest pixel value in the selected block is selected and defined as the haze brightness (S812).

만약, 상기 S810의 판단결과 상기 선택된 블록의 크기가 200이하가 아니면, 상기 S802를 수행한다.If it is determined in step S810 that the size of the selected block is less than or equal to 200, step S802 is performed.

도 9는 본 발명에 따른 영상 처리 방법의 근사 단계 및 추정 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an approximation step and an estimation step of the image processing method according to the present invention in detail.

상기 근사 단계 및 추정 단계는 도 9에 도시된 바와 같이, 일련의 과정에 따라 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 과정은 예를 들어, 헤이즈가 포함된 영상을 B크기의 블록으로 분할한다(S902). 상기 S902의 수행 후, 각 블록별로 미리 정해진 범위의 전달량을 일정 비율씩 변화시키면서 대조비, 영상 손실량을 각각 구한다(S904). 상기 S904에서 영상 손실량은 예를 들어, 전술한 수학식 4 내지 9을 이용하여 구한다.The approximating and estimating steps may be performed according to a series of steps as shown in FIG. For example, the process divides the image including the haze into blocks of size B (S902). After the execution of step S902, the transmission ratio and the image loss amount are determined while varying the predetermined amount of transmission for each block by a predetermined ratio (S904). In step S904, the video loss amount is obtained by using, for example, Equations 4 to 9 described above.

상기 S904의 수행 후, 상기 영상 처리 장치는 상기 대조비, 영상 손실량에 의한 최종 비용함수 값을 블록별로 구하고(S906), 상기 구해진 최종 비용함수 값들 중에서 그 값을 최소로 하는 전달량을 선택한다(S908). 상기 S906에서 최종 비용함수 값은 예를 들어, 전술한 수학식 10을 이용하여 구한다.After performing step S904, the image processing apparatus obtains a final cost function value based on the contrast ratio and the image loss amount for each block (S906), and selects an amount of transmission which minimizes the obtained final cost function value (S908) . In step S906, the final cost function value is obtained, for example, by using the above-described equation (10).

그런 다음 상기 영상 처리 장치는 상기 선택된 전달량을 블록 단위 전달량으로 검출한다(S910).Then, the image processing apparatus detects the selected transmission amount as a block-by-block transmission amount (S910).

본 출원의 영상 처리 방법에서, 예를 들어, 상기 S904 및 S906의 과정은 근사 단계를 의미하고, 상기 S908의 과정은 추정 단계를 의미한다.In the image processing method of the present application, for example, the processes of S904 and S906 refer to an approximation step, and the process of S908 refers to an estimation step.

본 발명은 비행, 공항, 운송, 해운, 수중감시, 의료영상(체내 가스등에 의해 생성된 뿌연 성분의 제거등), 농업감시, 영상보안 카메라 등 다양한 분야의 영상의 대조비를 향상하는데 활용이 가능하다.The present invention can be used to improve the contrast ratio of images in various fields such as flight, airport, transportation, shipping, underwater surveillance, medical imaging (removal of cloudy substances generated by internal gas, etc.), agricultural surveillance, .

정지영상에서 헤이즈 제거를 위한 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.The method for removing the haze on the still image can be programmed, and the codes and code segments constituting the program can be easily deduced by programmers in the field.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 영상 처리 장치
110: 헤이즈 밝기 측정부
120: 최종 비용함수 근사부
130: 블록 단위 전달량 추정부
140: 화소 단위 전달량 추정부
150: 영상 복원부
100: image processing device
110: Haze brightness measuring unit
120: final cost function approximation part
130: Block-by-block transmission amount estimating unit
140: Per pixel unit transmission amount estimating unit
150:

Claims (12)

헤이즈가 포함된 영상에서 헤이즈 밝기를 측정하는 헤이즈 밝기 측정부;
상기 영상에서 대조비 및 영상 손실량에 의한 최종 비용함수 값을 근사하는 근사부;
상기 근사된 최종 비용함수의 값을 기초로 블록단위 전달량을 추정하고, 상기 블록 단위 전달량을 이용하여 화소 단위 전달량을 추정하는 전달량 추정부; 및
상기 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량을 이용하여 상기 영상을 복원하는 영상 복원부를 포함하고,
상기 근사부는 하기 수학식 4를 이용하여 영상 손실량을 근사하는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 4]
Figure 112018051334740-pat00046

상기 수학식 4에서,
Figure 112018051334740-pat00047
는 제1 변환 함수를 나타내며,
Figure 112018051334740-pat00048
는 제2 변환 함수를 나타낸다.
A haze brightness measuring unit for measuring haze brightness in an image including haze;
An approximation unit for approximating a final cost function value by the contrast ratio and the image loss amount in the image;
A transfer amount estimating unit estimating a block unit transfer amount based on the approximated final cost function value and estimating a pixel unit transfer amount using the block unit transfer amount; And
And an image reconstruction unit for reconstructing the image using the haze brightness and the pixel-
Wherein the approximating unit includes an image processing unit for removing haze included in a still image approximating a video loss amount using Equation (4)
&Quot; (4) "
Figure 112018051334740-pat00046

In Equation (4)
Figure 112018051334740-pat00047
Represents a first transform function,
Figure 112018051334740-pat00048
Represents a second transformation function.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 제1 변환 함수는 하기 수학식 5으로 표현되는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 5]
Figure 112018007336372-pat00024

상기 수학식 5에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first transform function is represented by Equation (5)
&Quot; (5) "
Figure 112018007336372-pat00024

In Equation (5), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.
제 1 항에 있어서, 제2 변환 함수는 하기 수학식 6으로 표현되는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 6]
Figure 112018007336372-pat00025

상기 수학식 6에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second transformation function is represented by Equation (6)
&Quot; (6) "
Figure 112018007336372-pat00025

In Equation (6), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.
제 1 항에 있어서, 상기 근사부는 하기 수학식 7로 표현되는 로그 함수 원형(g(x))을 이용하여 영상 손실량을 근사하는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 7]
Figure 112017006325525-pat00026

상기 수학식 7에서, L은 0 내지 255 범위 내의 정수인 y축 방향 함수의 크기를 나타내고, k는 기울기를 나타내며,
Figure 112017006325525-pat00027
는 함수의 x축 방향 이동을 나타낸다.
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the approximation unit includes an image processing unit for removing haze included in a still image approximating a video loss amount using a logarithmic function prototype g (x)
&Quot; (7) "
Figure 112017006325525-pat00026

In Equation (7), L represents a magnitude of a y-axis direction function which is an integer within a range of 0 to 255, k represents a slope,
Figure 112017006325525-pat00027
Represents the x-axis movement of the function.
제 6 항에 있어서, 기울기(k)는 하기 수학식 8로 표현되는 함수 관계를 이용하여 근사되는 것을 특징으로 하는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 8]
Figure 112017006325525-pat00028

상기 수학식 8에서,
Figure 112017006325525-pat00029
는 x가 '0'일 때 x에 대해 미분한 로그 함수 원형을 나타내고,
Figure 112017006325525-pat00030
는 x가 '0'일 때 x에 대해 미분한 제2 변환함수를 나타낸다.
7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the slope (k) is approximated using a function relationship represented by the following equation (8): < EMI ID =
&Quot; (8) "
Figure 112017006325525-pat00028

In Equation (8)
Figure 112017006325525-pat00029
Represents a differentiated logarithmic function prototype for x when x is '0'
Figure 112017006325525-pat00030
Represents a second transform function that is differentiated with respect to x when x is '0'.
제 6 항에 있어서, 기울기(k)는 L값이 255 일 때, 하기 수학식 9로 표현되는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 장치:
[수학식 9]
Figure 112017006325525-pat00031

상기 수학식 9에서, t는 전달량을 나타낸다.
7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the slope (k) is represented by the following equation (9) when the L value is 255:
&Quot; (9) "
Figure 112017006325525-pat00031

In Equation (9), t represents the amount of transmission.
헤이즈가 포함된 영상에서 헤이즈 밝기를 측정하는 측정 단계;
상기 영상에서 대조비 및 영상 손실량에 의한 최종 비용함수를 근사하는 근사 단계;
상기 근사된 최종 비용함수 값을 기초로 블록단위 전달량을 추정하고, 상기 블록 단위 전달량을 이용하여 화소 단위 전달량을 추정하는 추정 단계; 및
상기 헤이즈 밝기와 상기 화소 단위 전달량을 이용하여 상기 영상을 복원하는 복원 단계를 포함하고,
상기 근사 단계는 하기 수학식 4를 이용하여 영상 손실량을 근사하는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 방법:
[수학식 4]
Figure 112018051334740-pat00049

상기 수학식 4에서,
Figure 112018051334740-pat00050
는 제1 변환 함수를 나타내며,
Figure 112018051334740-pat00051
는 제2 변환 함수를 나타낸다.
A measuring step of measuring a haze brightness in an image containing haze;
An approximation step of approximating a final cost function based on the contrast ratio and the image loss amount in the image;
Estimating a block unit transmission amount based on the approximated final cost function value and estimating a pixel unit transmission amount using the block unit transmission amount; And
And restoring the image using the haze brightness and the pixel-unit transmission amount,
Wherein the approximating step includes a step of removing the haze included in the still image approximating the image loss using Equation (4)
&Quot; (4) "
Figure 112018051334740-pat00049

In Equation (4)
Figure 112018051334740-pat00050
Represents a first transform function,
Figure 112018051334740-pat00051
Represents a second transform function.
삭제delete 제 9 항에 있어서, 제1 변환 함수는 하기 수학식 5으로 표현되는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 방법:
[수학식 5]
Figure 112018051334740-pat00035

상기 수학식 5에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.
The image processing method according to claim 9, wherein the first transform function is represented by Equation (5)
&Quot; (5) "
Figure 112018051334740-pat00035

In Equation (5), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.
제 9 항에 있어서, 제2 변환 함수는 하기 수학식 6으로 표현되는 정지영상에 포함된 헤이즈 제거를 위한 영상 처리 방법:
[수학식 6]
Figure 112018051334740-pat00036

상기 수학식 6에서, A는 헤이즈의 밝기를 나타내고, t는 전달량을 나타낸다.
The image processing method according to claim 9, wherein the second transformation function is represented by Equation (6)
&Quot; (6) "
Figure 112018051334740-pat00036

In Equation (6), A represents the brightness of the haze, and t represents the amount of transmission.
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