KR102206490B1 - Image process system by applying selective filtering and image process method therefor - Google Patents

Image process system by applying selective filtering and image process method therefor Download PDF

Info

Publication number
KR102206490B1
KR102206490B1 KR1020190150064A KR20190150064A KR102206490B1 KR 102206490 B1 KR102206490 B1 KR 102206490B1 KR 1020190150064 A KR1020190150064 A KR 1020190150064A KR 20190150064 A KR20190150064 A KR 20190150064A KR 102206490 B1 KR102206490 B1 KR 102206490B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
unit
output
frequency
matrix
Prior art date
Application number
KR1020190150064A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김영근
성민제
황정현
이완희
김용준
Original Assignee
주식회사 아이닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이닉스 filed Critical 주식회사 아이닉스
Priority to KR1020190150064A priority Critical patent/KR102206490B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102206490B1 publication Critical patent/KR102206490B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/70Denoising; Smoothing
    • G06T5/002
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/20Image enhancement or restoration using local operators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • G06T7/11Region-based segmentation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20024Filtering details
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30168Image quality inspection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

An image processing system comprises: a frequency conversion unit converting an input image in units of patches into a frequency to output a frequency coefficient matrix; a filter unit including at least one filter capable of filtering the input image in units of patches using the frequency coefficient matrix; and a control unit generating a control signal for controlling the filter unit. Therefore, the contradictory relationship of trade-offs between filters can be resolved.

Description

선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템 및 그 영상 처리 방법{IMAGE PROCESS SYSTEM BY APPLYING SELECTIVE FILTERING AND IMAGE PROCESS METHOD THEREFOR}An image processing system applying selective filtering and its image processing method {IMAGE PROCESS SYSTEM BY APPLYING SELECTIVE FILTERING AND IMAGE PROCESS METHOD THEREFOR}

본 발명은 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템 및 그 영상 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 프레임의 영상에 대해 영역별로 서로 다른 필터링 처리를 실시할 수 있는 영상 처리 시스템 및 그 영상 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing system to which selective filtering is applied, and to an image processing method thereof, and more particularly, to an image processing system capable of performing different filtering processing for each area of an image of one frame, and an image processing method thereof. About.

영상 처리에서, 대부분의 잡음 제거(denoising) 방법들은 이웃 화소의 정보를 이용하여 이웃 화소와의 차이를 줄이는 방식으로 필터링(filtering)을 수행하여 잡음 제거를 하게 되고, 이로 인한 역효과로 경계면에서는 해상력이 떨어지는 흐릿화(blurring) 현상이 보통 나타난다.In image processing, most of the denoising methods perform filtering in a way to reduce the difference from neighboring pixels using information of neighboring pixels to remove noise. As a result of this, the resolution is reduced at the boundary. Falling blurring is common.

아울러, 대부분의 경계선 강화(sharpening) 방법들은 이웃 화소의 정보를 이용하여 이웃 화소와의 차이를 키우는 방식으로 필터링을 수행하여 해상력을 향상하고 되고, 이로 인한 역효과로 잡음이 커지는 잡음화(noising) 현상이 보통 나타난다. In addition, most of the boundary line sharpening methods improve the resolution by performing filtering by increasing the difference with the neighboring pixels using information of the neighboring pixels, and a noising phenomenon that increases noise due to adverse effects. This usually appears.

따라서, 잡음 제거와 경계선 강화 방법은 그 결과 및 효과에 있어서 서로 트레이드 오프(trade off)의 모순적 관계를 가지므로, 각각 별개의 모듈 혹은 프로세스를 통해 동작하며, 카메라 제어시에는 외부 조도, 카메라 노출, 감도 등을 반영하여 잡음 제거 정도와 경계선 강화 정도를 조절하게 된다.Therefore, since noise removal and boundary enhancement methods have a contradictory relationship of trade off with each other in their results and effects, they operate through separate modules or processes, respectively, and when controlling the camera, external illumination, camera exposure, and The degree of noise removal and the degree of border reinforcement are adjusted by reflecting sensitivity, etc.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 여러가지 서로 다른 효과를 갖는 다수의 필터들을 영상 영역에서의 필요에 따라 선택할 수 있도록 하여, 필터 상호간에 서로 트레이드 오프(trade off)의 모순적 관계를 해결할 수 있는 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템 및 그 영상 처리 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is an invention aimed at solving the technical problem as described above, and makes it possible to select a plurality of filters having various different effects according to the need in the image area, so that the filters are traded off with each other. An object of the present invention is to provide an image processing system and an image processing method to which selective filtering can be applied to solve the contradictory relationship of ).

본 발명의 영상 처리 시스템은, 입력 영상을 패치 단위로 주파수를 변환하여 주파수 계수 행렬을 출력하는 주파수 변환부; 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상을 패치 단위로 필터링 처리를 할 수 있는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터부; 및 상기 필터부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부;를 포함한다.An image processing system of the present invention includes: a frequency converter configured to output a frequency coefficient matrix by converting a frequency of an input image in units of patches; A filter unit including at least one filter capable of filtering the input image in a patch unit using the frequency coefficient matrix; And a control unit that generates a control signal for controlling the filter unit.

구체적으로, 상기 필터부는, 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거 필터부; 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 경계선을 강화하고, 신호를 증폭하는 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 흐릿화(blurring) 및 마스킹을 실시하는 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제어부는, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 적어도 하나를 실시하거나 하나도 실시하지 않도록 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 둘 이상을 실시하는 경우 각각의 가중치를 설정하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the filter unit may include a noise removal filter unit configured to remove noise by using the frequency coefficient matrix; A boundary line enhancement and signal amplification unit for enhancing a boundary line and amplifying a signal using the frequency coefficient matrix; And a blurring and masking filter unit that performs blurring and masking by using the frequency coefficient matrix. It is preferable to include at least one of. In addition, the control unit, the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. Generating a control signal for controlling at least one of or not to perform at least one of, and the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. When performing two or more of them, each weight is set.

또한, 상기 필터부는, 상기 제어부에 의해 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 둘 이상이 실시되는 경우, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 실시되는 출력에 각각의 가중치를 곱하여 합산하는 다중 필터 합산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the filter unit, the noise removal filter unit by the control unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. When two or more of them are implemented, the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. And a multi-filter summing unit that multiplies and adds each weight to the output performed in the output.

바람직하게는, 상기 잡음 제거 필터부는, 상기 주파수 계수 행렬과 임계치 행렬을 비교하는 것에 의해 잡음을 제거하는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부는, 상기 잡음 제거 필터부의 임계치 행렬의 값을 설정할 수 있다.Preferably, the noise removal filter unit is characterized in that noise is removed by comparing the frequency coefficient matrix and a threshold matrix. The control unit may set a value of a threshold matrix of the noise removal filter unit.

아울러, 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부는, 가중치 행렬과 상기 주파수 계수 행렬을 아다마르 곱(Hadamard product) 연산을 실시하여 경계선을 강화하고, 신호 증폭 이득을 곱하여 증폭하는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부는, 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부의 가중치 행렬의 값 및 신호 증폭 이득의 값을 설정할 수 있다.In addition, the boundary line enhancement and signal amplification unit may perform a Hadamard product operation on the weight matrix and the frequency coefficient matrix to strengthen the boundary line, and multiply the signal amplification gain to amplify the boundary line. The controller may set a value of a weight matrix of the boundary line enhancement and signal amplification unit and a value of a signal amplification gain.

또한, 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부는, 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 조절하며, 상기 주파수 계수 행렬 중 직류 성분값만을 선택하여 흐릿화 필터링을 실시한다. 상기 제어부는, 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부의 상기 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the blurring and masking filter unit adjusts filtering processing intervals in vertical and horizontal directions, and performs blur filtering by selecting only DC component values from the frequency coefficient matrix. The control unit is characterized in that it is possible to set the filtering processing interval in the vertical and horizontal directions of the blurring and masking filter unit.

바람직하게는, 본 발명의 상기 영상 처리 시스템은, 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상을 화소 단위로 품질에 관한 정보를 추출하는 영상 정보 추출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the image processing system of the present invention further comprises an image information extracting unit that extracts information on quality of the input image in pixel units using the frequency coefficient matrix.

구체적으로, 상기 영상 정보 추출부는, 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 잡음도를 평가하는 영상 잡음도 평가부; 및 상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가하는 영상 선명도 평가부;를 포함한다. 아울러, 상기 영상 잡음도 평가부는, 상기 입력 영상의 고주파 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도를 평가하고, 상기 입력 영상과 잡음 제거를 실시한 영상과의 차분을 이용하여 2차 잡음도를 평가한다. 또한, 상기 영상 선명도 평가부는, 상기 주파수 계수 행렬의 에너지;와, 상기 주파수 계수 행렬의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬;의 곱을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가한다.Specifically, the image information extracting unit may include an image noise level evaluation unit for evaluating a noise level of the input image using the frequency coefficient matrix; And an image sharpness evaluation unit that evaluates the sharpness of the input image by using the frequency coefficient matrix. In addition, the image noise level evaluation unit evaluates the first noise level using the energy of the high-frequency components of the input image, and evaluates the second noise level using the difference between the input image and the noise-removed image. . In addition, the image sharpness evaluation unit evaluates the sharpness of the input image by using a product of the energy of the frequency coefficient matrix and an intermediate frequency selection and weight matrix taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix.

아울러, 본 발명의 영상 처리 시스템은, 상기 필터부의 출력에 대해 주파수 역변환을 실시하여, 영상으로 출력하는 주파수 역변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 주파수 변환부는, 제 1 변환 행렬; 상기 주파수 계수 행렬; 및 제 2 변환 행렬의 전치 행렬;을 곱하여 출력한다. 바람직하게는, 상기 주파수 역변환부는, 상기 제 1 변환 행렬의 전치 행렬; 상기 필터부의 출력; 및 상기 제 2 변환 행렬;을 곱하여 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the image processing system of the present invention further comprises a frequency inverse transform unit configured to output an image by performing inverse frequency transformation on the output of the filter unit. The frequency converter includes: a first transformation matrix; The frequency coefficient matrix; And a transpose matrix of the second transformation matrix; Preferably, the frequency inverse transform unit comprises: a transpose matrix of the first transform matrix; An output of the filter unit; And the second transformation matrix.

또한, 본 발명의 영상 처리 시스템은, 동일한 화소 위치에 대해 패치를 변경하며 상기 주파수 변환부, 상기 필터부 및 상기 주파수 역변환부를 다수의 횟수를 실시하여 출력된 다수의 출력값의 통계값을 이용하여 영상을 합성하는 영상 합성부;를 더 포함한다. 아울러, 본 발명의 영상 처리 시스템은, 상기 입력 영상; 상기 영상 합성부의 합성 영상; 및 사용자 설정 화면; 중 적어도 하나를 출력하거나 적어도 하나를 이용한 영상을 출력하는 영상 출력부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the image processing system of the present invention changes the patch for the same pixel position, and performs the frequency conversion unit, the filter unit, and the frequency inverse transform unit a plurality of times, and uses statistical values of a plurality of output values. It further includes an image synthesizing unit for synthesizing. In addition, the image processing system of the present invention, the input image; A composite image of the image synthesis unit; And user setting screen; It is preferable to further include an image output unit that outputs at least one of or outputs an image using at least one.

아울러, 상기 제어부는, 상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라 적어도 일부 영상 영역에 대해, 특정 색상으로 표시; 또는, 비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표시;하여 상기 영상 출력부가 영상을 출력하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 입력 영상에 일정 간격의 다수의 그리드 형태를 추가하여 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 그리드를 선택하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가부 또는 상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다.In addition, the controller may display at least some image regions in a specific color according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation unit; Alternatively, the image output unit may be controlled to output an image by displaying a bitmap or a black and white grayscale image. In addition, the control unit may control the image output unit to output by adding a plurality of grid types at a predetermined interval to the input image, and the image noise level evaluation unit or the image using user input information for selecting a grid. The area to be evaluated by the sharpness evaluation unit can be set.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 입력 영상을 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가부 또는 상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다.Preferably, the control unit may control the input image to be output by the image output unit, and the image noise level evaluation unit or the image noise level evaluation unit using user input information for setting a region of interest of an arbitrary size among the input images The area to be evaluated by the image sharpness evaluation unit can be set.

아울러, 상기 제어부는, 상기 입력 영상을 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 사용자 입력 정보를 이용하여, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 실시될 것을 선택하거나 실시될 영역을 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 선택된 것에 대해 파라미터를 사용자가 설정할 수 있도록, 상기 영상 출력부가 파라미터 설정 화면을 출력하도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the input image to be output by the image output unit, and may include the noise removal filter unit by using user input information of the input image; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. You can select one to be implemented or set an area to be implemented. In addition, the control unit, the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. The image output unit may be controlled to output a parameter setting screen so that a user may set a parameter for the selected one.

본 발명에 따르면, 여러가지 서로 다른 효과를 갖는 다수의 필터들을 영상 영역에서의 필요에 따라 선택할 수 있도록 하여, 필터 상호간에 서로 트레이드 오프의 모순적 관계를 해결할 수 있다.According to the present invention, it is possible to select a plurality of filters having various different effects according to need in an image area, thereby solving the contradictory relationship of trade-offs between filters.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템의 구성도.
도 2는 잡음 제거 필터부 및 경계선 강화 필터부의 출력의 예시도.
도 3은 흐릿화 및 마스킹 필터부의 수행 결과의 예시도.
도 4는 영상 선명도 평가부에 의해 선명도를 추정한 결과의 예시도.
도 5는 본 발명의 영상 처리 시스템의 활용 예시도.
1 is a block diagram of an image processing system to which selective filtering is applied according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram of an output of a noise removal filter unit and a boundary line enhancement filter unit.
3 is an exemplary diagram of a result of performing a blurring and masking filter unit.
4 is an exemplary view of a result of estimating sharpness by an image sharpness evaluation unit.
5 is an exemplary view of the image processing system of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템 및 그 영상 처리 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an image processing system to which selective filtering is applied and an image processing method thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.It goes without saying that the following examples of the present invention are intended to embody the present invention, and do not limit or limit the scope of the present invention. What can be easily inferred by experts in the technical field to which the present invention pertains from the detailed description and examples of the present invention is interpreted as belonging to the scope of the present invention.

본 발명의 영상 처리 시스템(1000)의 전체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.The overall operation of the image processing system 1000 of the present invention will be described as follows.

본 발명의 영상 처리 시스템(1000)은, H×W 크기의 입력 영상 I에 포함된 M×N 크기의 패치 X를 차례로 취하는 식으로 필터링을 수행하고, 이 과정에서 수행 위치를 영상 전체, 일부 영역 등으로 변경하거나, 수행 간격(stride) s를 변경할 수 있으며, 수행 중에는 제어부(700)의 제어 신호에 따라 다수의 필터들을 적절히 취사선택함으로써, 하나의 필터링 프레임워크 내에서 다양한 필터링 효과를 얻을 수 있도록 구성된다. 참고로, 본 발명의 영상 처리 시스템(1000)은, M×N 크기의 패치 X의 시작 위치를 하나의 화소씩 이동하면서 주파수 변환부(100)로 입력하게 된다. 이에 따라, 하나의 화소에 대해 주파수 변환부(100), 필터부(200) 및 주파수 역변환부(300)를 각각 최대 M×N 회 실시하게 된다.The image processing system 1000 of the present invention performs filtering by sequentially taking patches X of M×N size included in the input image I of H×W size, and in this process, the execution position is set to the entire image and a partial area. Or the like, or the execution interval s, and during execution, by appropriately selecting and selecting a plurality of filters according to the control signal of the control unit 700, various filtering effects can be obtained within one filtering framework. Is composed. For reference, the image processing system 1000 of the present invention inputs the starting position of the M×N patch X to the frequency converter 100 while moving one pixel at a time. Accordingly, the frequency converting unit 100, the filter unit 200, and the frequency inverse transform unit 300 are each performed at most M×N times for one pixel.

얻어진 M×N 크기의 입력 영상 패치 X에 대해 주파수 변환, 다수의 필터링 과정, 주파수 역변환을 거친 출력 영상 패치

Figure 112019119660591-pat00001
를 영상 합성부(400)에서, 최종 결과 영상 J를 생성하게 된다. 주파수 변환부(100)를 거친 주파수 출력 정보는 영상 정보 추출부(500)에 입력되어 잡음도와 선명도를 평가한 후 그 결과가 제어부(700)로 입력되고, 제어부(700)에서는 필터부(200)와 영상 정보 추출부(500)의 파라미터들을 조정하게 된다. 필터부(200)는 잡음 제거, 경계선 강화 및 신호 증폭, 그리고 흐릿화 및 마스킹 필터부(230)가 포함되어 동시에 신호 처리를 수행한 후 결과를 출력한다. The resulting M×N sized input image patch X is subjected to frequency transformation, multiple filtering processes, and frequency inverse transformation.
Figure 112019119660591-pat00001
The image synthesizing unit 400 generates a final result image J. The frequency output information that has passed through the frequency conversion unit 100 is input to the image information extracting unit 500 to evaluate noise and clarity, and the result is input to the control unit 700, and the control unit 700 includes the filter unit 200 And parameters of the image information extraction unit 500 are adjusted. The filter unit 200 includes a noise removal, boundary line enhancement and signal amplification, and a blurring and masking filter unit 230 to simultaneously perform signal processing and output a result.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템(1000)의 구성도를 나타낸다.1 is a block diagram of an image processing system 1000 to which selective filtering is applied according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템(1000)은, 주파수 변환부(100), 필터부(200), 주파수 역변환부(300), 영상 합성부(400), 영상 정보 추출부(500), 영상 출력부(600) 및 제어부(700)를 포함하여 구성된다.As can be seen from FIG. 1, the image processing system 1000 to which the selective filtering according to the preferred embodiment of the present invention is applied includes a frequency converter 100, a filter 200, an inverse frequency transform 300, an image It includes a synthesis unit 400, an image information extraction unit 500, an image output unit 600, and a control unit 700.

본 발명의 영상 처리 시스템(1000)의 각 구성은 MCU, CPU, DSP와 같은 프로세서의 적어도 일부를 이용할 수 있다.Each component of the image processing system 1000 of the present invention may use at least part of a processor such as an MCU, a CPU, or a DSP.

주파수 변환부(100)는, 입력 영상을 패치 단위로 주파수를 변환하여 주파수 계수 행렬 Y를 출력하는 역할을 한다. 필터부(200)는, 주파수 계수 행렬 Y를 이용하여 입력 영상을 패치 단위로 필터링 처리를 할 수 있는 적어도 하나의 필터를 포함한다.The frequency converter 100 serves to output a frequency coefficient matrix Y by converting a frequency of an input image in units of a patch. The filter unit 200 includes at least one filter capable of filtering the input image in units of patches using the frequency coefficient matrix Y.

아울러, 주파수 역변환부(300)는, 필터부(200)의 출력에 대해 주파수 역변환을 실시하여, 패치 단위의 영상으로 출력한다. 영상 합성부(400)는, 동일한 화소 위치에 대해 패치를 변경하며 주파수 변환부(100), 필터부(200) 및 주파수 역변환부(300)를 다수의 횟수를 실시하여 출력된 다수의 출력값의 통계값을 이용하여 영상을 합성하는 역할을 한다.In addition, the frequency inverse transform unit 300 performs inverse frequency transform on the output of the filter unit 200 and outputs the image in a patch unit. The image synthesizing unit 400 changes the patch for the same pixel location, and performs the frequency conversion unit 100, the filter unit 200, and the frequency inverse transform unit 300 a plurality of times to obtain statistics of a plurality of output values output. It plays a role of synthesizing images using values.

아울러, 영상 정보 추출부(500)는, 주파수 계수 행렬 Y를 이용하여, 입력 영상을 화소 단위로 품질에 관한 정보를 추출한다.In addition, the image information extracting unit 500 extracts information on quality of the input image in pixel units, using the frequency coefficient matrix Y.

영상 출력부(600)는 영상을 출력하는 역할을 한다. The image output unit 600 serves to output an image.

제어부(700)는, 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기; 중 적어도 하나를 이용하여, 필터부(200) 및 영상 정보 추출부(500)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 역할을 한다. 참고로, 제어부(700)에서 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기;로부터의 정보는, 서로 보완적으로 사용될 수 있다.The control unit 700 includes information extracted from the image information extraction unit 500; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in the image. Using at least one of them, it serves to generate a control signal for controlling the filter unit 200 and the image information extraction unit 500. For reference, information extracted from the image information extraction unit 500 by the control unit 700; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in an image; information from, may be used complementarily.

하기에 본 발명의 영상 처리 시스템(1000)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration of the image processing system 1000 of the present invention will be described in detail.

주파수 변환부(100) 및 주파수 역변환부(300)Frequency conversion unit 100 and frequency inverse conversion unit 300

주파수 변환부(100)는, 제 1 변환 행렬; 주파수 계수 행렬 Y; 및 제 2 변환 행렬의 전치 행렬;을 곱하여 출력한다. 아울러, 주파수 역변환부(300)는, 제 1 변환 행렬의 전치 행렬; 필터부(200)의 출력; 및 제 2 변환 행렬;을 곱하여 출력한다.The frequency converter 100 includes: a first transformation matrix; Frequency coefficient matrix Y; And a transpose matrix of the second transformation matrix; In addition, the frequency inverse transform unit 300 may include a transpose matrix of the first transform matrix; The output of the filter unit 200; And a second transformation matrix;

구체적으로, 주파수 변환부(100)는 M×N 크기의 패치 단위의 입력 영상 X에 대하여 주파수 변환 과정을 거쳐 동일한 크기의 주파수 계수 행렬 Y를 다음의 [수학식 1]과 같이 생성한다.Specifically, the frequency converter 100 generates a frequency coefficient matrix Y having the same size as shown in [Equation 1] below through a frequency conversion process for the input image X of the M×N patch unit.

Figure 112019119660591-pat00002
Figure 112019119660591-pat00002

여기서, D와 C는 각각 주파수 공간 변환을 위한 제 1 변환 행렬 및 제 2 변환 행렬을 나타낸다. 아울러, D와 C는 각각 M×N, N×N 크기를 갖는다. 주파수 변환 방법으로는 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), DFT(Discrete Fourier Transform) 등과 같은 일반적인 방법들을 그대로 적용할 수 있다. Here, D and C denote a first transformation matrix and a second transformation matrix for frequency space transformation, respectively. In addition, D and C have M×N and N×N sizes, respectively. As a frequency transformation method, general methods such as Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST), and Discrete Fourier Transform (DFT) can be applied as they are.

주파수 역변환부(300)는 입력 주파수 계수 행렬 Y에 대하여 필터부(200)를 거친 주파수 계수 행렬

Figure 112019119660591-pat00003
을, 주파수 변환부(100)에서 사용한 동일한 주파수 공간 변환 행렬들을 사용하여 출력 영상 패치
Figure 112019119660591-pat00004
로 다음의 [수학식 2]와 같이 역변환한다.The frequency inverse transform unit 300 is a frequency coefficient matrix passed through the filter unit 200 with respect to the input frequency coefficient matrix Y
Figure 112019119660591-pat00003
The output image patch using the same frequency space transform matrices used in the frequency converter 100
Figure 112019119660591-pat00004
Inversely transform as shown in [Equation 2] below.

Figure 112019119660591-pat00005
Figure 112019119660591-pat00005

여기서, 주파수 변환 및 역변환시 사용되는 행렬 D와 C는 직교(orthogonal) 행렬로써 표현된다. Here, matrices D and C used for frequency transformation and inverse transformation are expressed as orthogonal matrices.

필터부(200)Filter part 200

필터부(200)는, 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 잡음을 제거하는 잡음 제거 필터부(210); 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 경계선을 강화하고, 신호를 증폭하는 경계선 강화 및 신호 증폭부(220); 및 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 흐릿화 및 마스킹을 실시하는 흐릿화 및 마스킹 필터부(230); 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The filter unit 200 includes: a noise removal filter unit 210 for removing noise by receiving a frequency coefficient matrix Y; A boundary line enhancement and signal amplification unit 220 for receiving the frequency coefficient matrix Y and enhancing the boundary line and amplifying the signal; And a blurring and masking filter unit 230 that receives the frequency coefficient matrix Y and performs blurring and masking. It may be configured to include at least one of.

아울러, 필터부(200)는, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220), 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 둘 이상이 제어부(700)에 의해 실시되도록 제어되는 경우, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220), 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 실시되는 출력에 각각의 가중치를 곱하여 합산하는 다중 필터 합산부(240)을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the filter unit 200 is controlled so that at least two of the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, and the blurring and masking filter unit 230 are implemented by the control unit 700. In this case, a multiple filter summing unit 240 that multiplies and sums the outputs of the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, and the blurring and masking filter unit 230 by each weight is further added. It is preferable to include.

잡음 제거 필터부(210)Noise removal filter unit 210

잡음 제거 필터부(210)는, 주파수 계수 행렬 Y와 임계치 행렬을 비교하는 것에 의해 잡음 제거(denoising)를 한다.The noise removal filter unit 210 performs denoising by comparing the frequency coefficient matrix Y and the threshold matrix.

구체적으로, 잡음 제거 필터부(210)는, 영상의 잡음을 줄이는 필터를 포함하여, 영상 공간에서는 이웃 화소와의 차이를 줄이는 방식으로 잡음 제거를 수행하고, 주파수 공간에서는 잡음이 주로 분포하는 고주파 성분들을 제거하는 방향으로 수행한다. Specifically, the noise removal filter unit 210 includes a filter that reduces noise of an image and performs noise removal in a manner that reduces a difference with neighboring pixels in an image space, and a high-frequency component in which noise is mainly distributed in a frequency space. Perform in the direction of removing them.

주파수 변환부(100)를 거친 주파수 계수 행렬 Y는 평균값인 직류(DC)값, 저주파부터 고주파에 해당하는 교류(AC)값 계수들을 갖고 있다. 카메라에 발생하는 잡음은 일정한 규칙이 없고, 일반적으로 포아손(Poisson) 분포 형태로 나타나므로, 이들은 입력 영상에 규칙이 없이 고주파 성분의 값을 증가시키는 형태로 나타난다. 따라서, 잡음 제거 방법은, 평균값인 직류값과 저주파 성분들을 적절히 취하는 방식으로 다음의 [수학식 3]과 같이 표현할 수 있다. The frequency coefficient matrix Y that has passed through the frequency converter 100 has a direct current (DC) value as an average value, and alternating current (AC) value coefficients corresponding to a low frequency to a high frequency. Since the noise generated in the camera does not have a certain rule and is generally expressed in the form of a Poisson distribution, they appear in the form of increasing the value of the high frequency component without a rule in the input image. Accordingly, the noise removal method can be expressed as the following [Equation 3] in a manner that appropriately takes the DC value and the low frequency components as the average value.

Figure 112019119660591-pat00006
Figure 112019119660591-pat00006

여기서, fd(·)는 임계치 함수로 아래와 같이 표현되고, Qd는 M×N 크기의 임계치 행렬이다. 임계치 행렬의 값 Qd(i, j)는 고주파 성분일수록 크게 설정함으로써, 영상에서 의미있는 부분만을 다음의 [수학식 4]와 같이 취할 수 있게 된다. Here, f d (·) is expressed as a threshold function as follows, and Q d is a threshold matrix of size M×N. The value Q d (i, j) of the threshold matrix is set larger as the high frequency component is, so that only a meaningful part of the image can be taken as shown in [Equation 4] below.

Figure 112019119660591-pat00007
Figure 112019119660591-pat00007

본 발명에서는 임계치 행렬 Qd를 영상에 대한 사전 지식을 통한 사용자 설정 또는 영상 정보 추출부(500)의 잡음도 평가를 통해 제어부(700)에서 제어 신호를 생성하여 설정하도록 구성할 수 있다. 따라서, 사용자는 카메라 입력 영상에 맞게 적절한 값을 선정하여 잡음 제거를 수행할 수 있다.In the present invention, the threshold matrix Q d may be configured to generate and set a control signal in the control unit 700 through user setting through prior knowledge of the image or noise level evaluation by the image information extraction unit 500. Accordingly, the user can perform noise removal by selecting an appropriate value according to the camera input image.

경계선 강화 및 신호 증폭부(220)Boundary line enhancement and signal amplification unit 220

경계선 강화 및 신호 증폭부(220)는, 가중치 행렬과 주파수 계수 행렬 Y를 아다마르 곱(Hadamard product) 연산을 실시하여 경계선을 강화하는 경계선 강화 필터(미도시)와 신호 증폭 이득을 곱하여 증폭하는 신호 증폭기(미도시)를 포함한다. 경계선 강화 및 신호 증폭부(220)의 가중치 행렬과 신호 증폭 이득의 값은 제어부(700)에 의해 설정될 수 있다.The boundary line enhancement and signal amplification unit 220 multiplies the boundary line enhancement filter (not shown) for enhancing the boundary line by performing a Hadamard product operation on the weight matrix and the frequency coefficient matrix Y and amplifies the signal by multiplying the signal amplification gain. Includes an amplifier (not shown). Boundary line enhancement and a weight matrix of the signal amplification unit 220 and a value of the signal amplification gain may be set by the control unit 700.

경계선 강화(sharpening) 필터는 영상의 경계선을 강조하는 필터로서 영상 공간에서는 이웃 화소의 정보를 이용하여 이웃 화소와의 차이를 키우는 방식으로 해상력을 향상시키지만, 이로 이한 역효과로 잡음이 커지는 잡음화 현상이 보통 나타난다. 따라서, 경계선 강화 필터와 트레이드 오프(trade off) 관계인 잡음 제거 필터를 적절히 사용하여 잡음을 제거하고, 경계선도 강조하는 방식을 주로 취한다. The sharpening filter is a filter that emphasizes the boundary of an image. In the image space, the resolution is improved by increasing the difference with the neighboring pixels by using information of neighboring pixels, but this adverse effect causes the noise reduction phenomenon that increases noise. Usually appear. Accordingly, a method of removing noise by appropriately using a noise removal filter in a trade-off relationship with the boundary line enhancement filter and enhancing the boundary line is mainly taken.

본 발명에서는 주파수 변환부(100)를 거친 주파수 계수 행렬 Y에서, 인간의 시각에 주로 영향을 미치는 대비차(contrast)를 키우는 성분들인 저주파 교류 성분들의 값을 적절히 키우는 방식을 취함으로써, 잡음들이 주로 분포하는 고주파 성분들을 사용하지 않고도 영상의 경계선을 강조하는 효과를 얻도록 다음의 [수학식 5]와 같이 경계선 강화를 실시한다.In the present invention, in the frequency coefficient matrix Y that has passed through the frequency converter 100, by taking a method of appropriately increasing the values of the low-frequency AC components, which are components that increase the contrast that mainly affect the human vision, noise is mainly Boundary line enhancement is performed as shown in [Equation 5] below to obtain an effect of enhancing the boundary line of an image without using distributed high-frequency components.

Figure 112019119660591-pat00008
Figure 112019119660591-pat00008

여기서, fs(·)는 가중치 함수로 [수학식 5]와 같이 표현되고, Ws는 M×N 크기의 가중치 행렬이며, 연산자

Figure 112019119660591-pat00009
는 아다마르 곱을 나타낸다. Here, f s (·) is a weight function expressed as [Equation 5], W s is a weight matrix of size M×N, and operator
Figure 112019119660591-pat00009
Represents the Hadamard product.

신호 증폭기는, 빛이 적은 환경에서 촬영한 저조도(low illuminance) 영상의 경우, 시인성을 높이기 위해 영상의 레벨(level)을 증폭시키는 것으로, 보통 센서의 아날로그 혹은 디지털 신호의 증폭 방식이나, 카메라 프로세서 내의 디지털 신호 증폭 방식 등이 사용된다. 디지털 신호 증폭 방식은 단순한 반면 계단 현상을 발생시켜 영상의 품질을 저하시키는 단점이 있고, 아날로그 증폭 방식은 계단 현상이 없지만, 센서에서만 지원이 가능하고, 디지털 신호처리 카메라 프로세서에서는 구현하기 어렵다는 단점이 있다. The signal amplifier amplifies the level of the image in order to increase visibility in the case of a low illuminance image shot in a low light environment, and is usually a method of amplifying an analog or digital signal from a sensor or in a camera processor. A digital signal amplification method or the like is used. While the digital signal amplification method is simple, it has the disadvantage of degrading the quality of the image by generating a step phenomenon, and the analog amplification method has the disadvantage that it is supported only by the sensor, but is difficult to implement in the digital signal processing camera processor .

본 발명에서는 위의 경계선 강화 필터 처리 과정을 활용하여, 신호 증폭을 위한 용도로 그대로 사용할 수 있다. 주파수 계수 행렬 Y의 값을 전체적으로 증가시키면, 전체적인 영상의 레벨(level)을 높이는 역할을 하게 된다. 이 방법은 여기서 증폭된 신호들이, 나중에 설명할 영상 합성부(400)에 들어가서 M×N개의 결과값들을 취해 최종 결과치를 생성하므로, 마치 아날로그 증폭 방식과 같이 계단 현상이 없는 영상을 생성할 수 있다는 장점이 있다.In the present invention, by utilizing the above boundary line enhancement filter processing, it can be used as it is for signal amplification. When the value of the frequency coefficient matrix Y as a whole is increased, it serves to increase the level of the overall image. In this method, since the amplified signals enter the image synthesizing unit 400 to be described later and take M×N result values to generate the final result, it is possible to generate an image without stepping phenomenon, like an analog amplification method. There is an advantage.

구체적으로 신호 증폭기는 다음의 [수학식 6]과 같이, 신호 증폭을 실시한다.Specifically, the signal amplifier performs signal amplification as shown in [Equation 6] below.

Figure 112019119660591-pat00010
Figure 112019119660591-pat00010

여기서, wg는 신호 증폭 이득이고,

Figure 112019119660591-pat00011
는 M×N 크기의 신호 증폭 및 가중치 행렬이다. Where w g is the signal amplification gain,
Figure 112019119660591-pat00011
Is an M×N-sized signal amplification and weighting matrix.

도 2는 잡음 제거 필터부(210) 및 경계선 강화 필터부의 출력의 예시도를 나타낸다.2 shows an exemplary diagram of the output of the noise removal filter unit 210 and the boundary line enhancement filter unit.

도 2에서 영역 R1, R2, R3는 잡음 제거 필터부(210)의 수행 결과를, R4, R5, R6은 경계선 강화 및 신호 증폭부(220)의 수행 결과를 보여준다. 영역 R4, R5, R6의 경계선 강화 및 신호 증폭부(220)의 수행들은, 영역 R1, R2, R3의 잡음 제거 필터부(210)의 수행 결과들과 비교하여 경계선의 선명도 및 대비차가 높아져 시인성이 개선된 것을 확인할 수 있다.In FIG. 2, regions R 1 , R 2 , and R 3 show the results of the noise removal filter unit 210, and R 4 , R 5 , and R 6 show the results of the boundary line enhancement and the signal amplification unit 220. The boundary line enhancement of the regions R 4 , R 5 , and R 6 and the performance of the signal amplification unit 220 are compared with the results of the noise removal filter unit 210 of the regions R 1 , R 2 , and R 3 . And it can be confirmed that the visibility is improved by increasing the contrast difference.

본 발명에서는, 도 2에 도시한 것과 같이, 다수의 영역들에 대하여 각각 임계치 행렬 Qd를 다르게 설정할 수 있도록 한다. 임계치 행렬 Qd의 설정 또한, 제어부(700)에서 실시된다.In the present invention, as shown in FIG. 2, the threshold matrix Q d can be set differently for a plurality of regions. The setting of the threshold matrix Q d is also performed by the control unit 700.

흐릿화 및 마스킹 필터부(230)Blur and mask filter unit 230

흐릿화 및 마스킹 필터부(230)는, 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 조절하며, 주파수 계수 행렬 Y 중 직류 성분값만을 선택하여 흐릿화(blurring) 필터링을 실시한다. The blurring and masking filter unit 230 adjusts filtering processing intervals in vertical and horizontal directions, and performs blurring filtering by selecting only DC component values from the frequency coefficient matrix Y.

구체적으로, 흐릿화 필터는 영상에서 불필요한 부분의 정보를 없앰으로써, 사용자로 하여금 필요한 부분에 좀더 관심을 갖도록 하거나, 영상 압축 코덱에서 데이터 크기를 줄이는 용도로 사용할 수 있다. 마스킹(masking) 필터는 이와 비슷하나 사생활(privacy)과 관련되어 영상에서 확인을 어렵게 만드는 기능이다. Specifically, the blurring filter can be used for reducing the size of data in an image compression codec or to make a user more interested in a necessary part by removing unnecessary information from an image. The masking filter is similar to this, but it is a function that makes it difficult to check in the video because it is related to privacy.

본 발명에서는 주파수 변환 과정을 응용하여, 흐릿화 기능을 변형함으로써 마스킹 기능을 구현한다. In the present invention, the masking function is implemented by modifying the blurring function by applying a frequency conversion process.

흐릿화 필터는 입력 주파수 계수 행렬 Y에서, DC 성분 값 만을 취함으로써, 흐릿화 효과를 생성하고, 마스킹 필터는 수직, 수평 방향으로 각각 필터링 처리 간격 (stride)

Figure 112019119660591-pat00012
,
Figure 112019119660591-pat00013
를 늘림으로써 생성할 수 있다. 이를 위해 영상 좌표(x,y)에 위치한 입력 패치 X의 경우, 흐릿화와 마스킹 필터링의 결과 Yb는 수행 간격의 배수에서만 주파수 계수 행렬 Y의 직류 성분 값을 갖게 된다. 참고로, 수직 및 수평 방향의 필터링 처리 간격은 제어부(700)에 의해 설정될 수 있다.The blurring filter generates a blurring effect by taking only the DC component value from the input frequency coefficient matrix Y, and the masking filter is a filtering process interval (stride) in the vertical and horizontal directions, respectively.
Figure 112019119660591-pat00012
,
Figure 112019119660591-pat00013
It can be created by increasing. To this end, in the case of the input patch X located at the image coordinate (x,y), as a result of the blurring and masking filtering, Yb has a DC component value of the frequency coefficient matrix Y only at a multiple of the execution interval. For reference, the vertical and horizontal filtering intervals may be set by the controller 700.

흐릿화 및 마스킹 필터부(230)의 출력은, 다음의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.The output of the blurring and masking filter unit 230 can be expressed as the following [Equation 7].

Figure 112019119660591-pat00014
Figure 112019119660591-pat00014

도 3은 흐릿화 및 마스킹 필터부(230)의 수행 결과의 예시도이다.3 is an exemplary diagram of a result of performing the blurring and masking filter unit 230.

도 3에서, R1은 잡음 제거 수행 결과, R2

Figure 112019119660591-pat00015
로 설정한 흐릿화 수행 결과, R3
Figure 112019119660591-pat00016
로 설정한 마스킹 수행 결과, R4
Figure 112019119660591-pat00017
로 설정한 마스킹 수행 결과이다. 본 발명에서는, 제어부(700)에 의해 각 영역별로
Figure 112019119660591-pat00018
,
Figure 112019119660591-pat00019
를 다르게 설정할 수 있다.In Figure 3, R 1 is a result of performing noise removal, R 2 is
Figure 112019119660591-pat00015
As a result of performing the blurring set to, R 3 is
Figure 112019119660591-pat00016
As a result of performing masking set to, R 4 is
Figure 112019119660591-pat00017
This is the result of performing the masking set to. In the present invention, by the control unit 700 for each area
Figure 112019119660591-pat00018
,
Figure 112019119660591-pat00019
Can be set differently.

다중 필터 합산부(240)Multiple filter summing unit 240

다중 필터 합산부(240)는 입력 주파수 계수 행렬 Y에 대하여, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220), 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 등을 위한 다수 필터부가 동시에 신호를 처리한 후, 각각 얻은 결과들을 취합하여, 다음의 [수학식 8]과 같이 가중합 방식으로 출력 주파수 계수 행렬

Figure 112019119660591-pat00020
를 생성한다.The multiple filter summing unit 240 includes a plurality of filter units for the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, the blurring and masking filter unit 230, and the like for the input frequency coefficient matrix Y. After processing the signal, collect the results obtained from each, and output frequency coefficient matrix by weighted summation as shown in [Equation 8] below.
Figure 112019119660591-pat00020
Create

Figure 112019119660591-pat00021
Figure 112019119660591-pat00021

여기서, Yd

Figure 112019119660591-pat00022
는 잡음 제거 필터부(210)를 거친 결과와 제 1 가중치를, Ys
Figure 112019119660591-pat00023
는 경계선 강화 및 신호 증폭부(220)를 거친 결과와 제 2 가중치를, Yb
Figure 112019119660591-pat00024
는 흐릿화 및 마스킹 필터부(230)를 거친 결과와 제 3 가중치를 각각 나타낸다. Where Y d and
Figure 112019119660591-pat00022
Is the result of passing through the noise removal filter unit 210 and the first weight, Y s and
Figure 112019119660591-pat00023
Is the boundary line enhancement and signal amplification unit 220 and the second weight, Y b and
Figure 112019119660591-pat00024
Denotes a result of passing through the blurring and masking filter unit 230 and a third weight, respectively.

본 발명에서 제 1 가중치, 제 2 가중치, 제 3 가중치는 영상의 특성과 카메라의 용도에 맞게 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기; 중 적어도 하나를 이용하여 제어부(700)가 설정 가능하며, 전체 영상 혹은 일부 관심 영역(Region of Interest; ROI) 별로 설정이 가능하다. In the present invention, the first weight, the second weight, and the third weight include information extracted from the image information extraction unit 500 according to the characteristics of the image and the purpose of the camera; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in the image. The control unit 700 may be set using at least one of the images, and may be set for each region of interest (ROI) or an entire image.

영상 합성부(400)Image synthesizing unit 400

영상 합성부(400)에서는 주파수 변환부(100), 필터부(200) 및 주파수 역변환부(300)를 M×N회 거쳐, 영상에서 동일한 출력의 화소 위치에서 얻어진 최대 M×N개의 처리 결과들

Figure 112019119660591-pat00025
을 사용하여 출력 영상의 최종 결과값을 다음의 [수학식 9]와 같이 생성함으로써, 잡음 제거 성능을 더욱 향상하게 된다.The image synthesizing unit 400 passes through the frequency converter 100, the filter unit 200, and the frequency inverse transform unit 300 M×N times, and the maximum M×N processing results obtained at the pixel position of the same output in the image
Figure 112019119660591-pat00025
By generating the final result value of the output image as shown in [Equation 9] below, noise removal performance is further improved.

Figure 112019119660591-pat00026
Figure 112019119660591-pat00026

여기서, wk는 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기; 중 적어도 하나를 이용하여, 제어부(700)에 의해 다양한 방식으로 정의할 수 있다. Here, w k is information extracted from the image information extraction unit 500; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in the image. By using at least one of them, it can be defined in various ways by the control unit 700.

평균값을 취하는 경우

Figure 112019119660591-pat00027
으로 표현할 수 있고, 출력 패치의 통계를 활용하여 각 출력 패치의 분산
Figure 112019119660591-pat00028
에 반비례하도록
Figure 112019119660591-pat00029
로 표현하여, 출력 영상의 변화가 적도록 생성할 수도 있으며, 비슷한 결과를 얻기 위한 좀더 간단한 방법으로, 역변환에 사용되는 주파수 성분
Figure 112019119660591-pat00030
의 개수에 반비례하도록 구현할 수도 있다. When taking the average value
Figure 112019119660591-pat00027
Can be expressed as, and the distribution of each output patch by utilizing the statistics of the output patch
Figure 112019119660591-pat00028
In inverse proportion to
Figure 112019119660591-pat00029
By expressing as, it can be generated so that the change in the output image is small, and as a simpler method to obtain similar results, the frequency component used for inverse transformation
Figure 112019119660591-pat00030
It can also be implemented in inverse proportion to the number of.

영상 정보 추출부(500)Image information extraction unit 500

영상 정보 추출부(500)는, 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아, 입력 영상의 잡음도를 평가하는 영상 잡음도 평가부(510) 및 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아, 입력 영상의 선명도를 평가하는 영상 선명도 평가부(520)를 포함하여 구성된다.The image information extracting unit 500 receives a frequency coefficient matrix Y, an image noise level evaluation unit 510 for evaluating the noise level of an input image, and an image for receiving the frequency coefficient matrix Y, and evaluates the sharpness of the input image. It is configured to include a sharpness evaluation unit 520.

영상 잡음도 평가부(510)Image noise level evaluation unit 510

영상 잡음도 평가부(510)는, 입력 영상의 고주파 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도를 평가하는 1차 잡음도 평가기(미도시); 및, 입력 영상과 잡음 제거를 실시한 영상과의 차분을 이용하여 2차 잡음도를 평가하는 2차 잡음도 평가기(미도시);를 포함한다.The image noise level evaluation unit 510 includes: a first noise level evaluator (not shown) for evaluating a first level noise level using energy of high-frequency components of an input image; And a second-order noise level evaluator (not shown) for evaluating a second-order noise level by using a difference between the input image and the noise-removed image.

영상의 잡음도(noise level)를 평가할 수 있으면, 기구적으로는 렌즈의 조리개 구경, 센서의 노출 시간 등을 결정하는데 중요한 요소로 활용할 수 있고, 영상 처리 과정 중에는 입력 영상의 잡음 제거 필터의 파라미터를 결정하는데 사용할 수 있다. If the noise level of the image can be evaluated, it can be mechanically used as an important factor in determining the aperture aperture of the lens and the exposure time of the sensor. During the image processing process, the parameters of the noise removal filter of the input image are used. Can be used to determine.

본 발명에서는 주파수 변환부(100)를 거친 주파수 계수 행렬 Y에서, 1차 잡음도 평가기에 의해 잡음들이 주로 분포하는 고주파 교류 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도 E1를 평가하고, 2차 잡음도 평가기에 의해 입력 영상과 잡음 제거를 거친 영상과의 차분을 취하여 2차 잡음도 E2를 평가한다. 이를 통해 얻어진 잡음도는, 제어부(700)에 의해 잡음 제거 필터부(210)의 임계치 행렬 Qd에 반영하여, 잡음이 심한 경우 Qd값을 증가시키고, 잡음이 적은 경우 Qd값을 낮춤으로써, 입력된 영상에 따라 적절하게 잡음을 제거하는데 활용한다. In the present invention, in the frequency coefficient matrix Y passed through the frequency converter 100, the primary noise level E 1 is evaluated by using the energy of the high-frequency AC components mainly distributed by the primary noise level evaluator, and the secondary noise The second-order noise level E 2 is evaluated by taking the difference between the input image and the image that has undergone noise removal by a degree evaluator. The noise level obtained through this is reflected in the threshold matrix Q d of the noise removal filter unit 210 by the control unit 700, and when the noise is high, the Q d value is increased, and when the noise is small, the Q d value is decreased. , It is used to remove noise appropriately according to the input image.

하기 [수학식 10]은 1차 잡음도 E1를 평가하기 위한 수식을 나타낸다.The following [Equation 10] shows an equation for evaluating the first-order noise level E 1 .

Figure 112019119660591-pat00031
Figure 112019119660591-pat00031

여기서, E1은 영상 좌표 (x,y)에서의 1차 잡음도를 나타내고 고주파 성분들의 에너지 평균값으로 표현되며, WN는 M×N 크기의 잡음 주파수 선택 행렬로써, 고주파(High frequency) 성분들을 선택하도록 설정된다. Here, E 1 represents the first-order noise level at the image coordinate (x,y) and is expressed as an energy average value of high-frequency components, and W N is a noise frequency selection matrix of size M×N, and high frequency components are Is set to choose.

[수학식 10]으로부터 알 수 있는 바와 같이, 1차 잡음도 평가기는, 입력 영상을 화소별로 고주파 성분들의 에너지의 평균값으로 나타난다. 구체적으로, 화소별로 주파수 계수 행렬의 값의 제곱값과 잡음 주파수 선택 행렬을 곱하고, 영상에서 동일한 출력 화소의 위치에서 얻어진 최대 M×N개의 처리 결과들의 평균값을 취하게 된다.As can be seen from [Equation 10], the first-order noise level evaluator displays the input image as an average value of energy of high-frequency components for each pixel. Specifically, the square value of the value of the frequency coefficient matrix for each pixel is multiplied by the noise frequency selection matrix, and the average value of the maximum M×N processing results obtained at the position of the same output pixel in the image is taken.

하기 [수학식 11]은 2차 잡음도 E12를 평가하기 위한 수식을 나타낸다.The following [Equation 11] shows an equation for evaluating the second-order noise level E 12 .

Figure 112019119660591-pat00032
Figure 112019119660591-pat00032

여기서, E2은 영상 좌표 (x,y)에서의 2차 잡음도를 나타내고, 입력 영상과 잡음 제거 필터부(210)를 거친 영상과의 차이의 평균값으로 표현된다. Here, E 2 denotes a second-order noise degree at the image coordinate (x,y), and is expressed as an average value of the difference between the input image and the image passed through the noise removal filter unit 210.

즉, [수학식 11]로부터 알 수 있는 바와 같이, 2차 잡음도 평가기는, 입력 영상을 화소별로 주파수 변환 전의 해당 화소;와 잡음 제거 필터부(210)에 의한 필터링만 실시 후 주파수 역변환을 실시한 화소;와의 차이값을 구한 후, 제곱하고, 영상에서 동일한 출력 화소의 위치에서 얻어진 최대 M×N개의 처리 결과들의 평균값을 취하게 된다.That is, as can be seen from [Equation 11], the second-order noise level evaluator performs frequency inverse conversion after filtering by the noise removal filter unit 210 and the corresponding pixel before frequency conversion for each pixel. After calculating the difference value with the pixel, it is squared, and the average value of the maximum M×N processing results obtained at the position of the same output pixel in the image is taken.

영상 선명도 평가부(520)Image sharpness evaluation unit 520

영상 선명도 평가부(520)는, 주파수 계수 행렬 Y의 에너지;와, 주파수 계수 행렬 Y의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬;의 곱을 이용하여, 입력 영상의 선명도를 평가한다.The image sharpness evaluation unit 520 evaluates the sharpness of the input image by using a product of the energy of the frequency coefficient matrix Y and an intermediate frequency selection and weight matrix taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix Y.

영상의 선명도(Sharpness), 흐릿함(Blurness)은 카메라 초점 제어나 영상의 해상력 평가의 기준으로 활용할 수 있다. 영상 기반의 초점 평가(focus measure) 방법은 영상 공간에서 미분 필터를 사용하여 경계선의 양을 구하는 방법이 주로 사용된다. The sharpness and blurness of the image can be used as a reference for controlling the camera focus or evaluating the resolution of the image. The image-based focus measure method is mainly used to obtain the amount of boundary lines using a differential filter in an image space.

본 발명에서는, 영상 공간의 미분 필터에 대응하는 주파수 공간상에서 중간 주파수 대역의 정보를 활용하여 초점 평가를 수행한다. 즉, 영상 선명도 평가부(520)는, 주파수 변환부(100)를 거친 주파수 계수 행렬 Y의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬 Wf와 주파수 계수 행렬 Y의 에너지의 곱을 취합하여 다음의 [수학식 12]와 같이 선명도 평가를 수행한다.In the present invention, focus evaluation is performed using information of an intermediate frequency band in a frequency space corresponding to a differential filter of an image space. That is, the image sharpness evaluation unit 520 collects an intermediate frequency selection taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix Y passed through the frequency conversion unit 100 and the product of the energy of the weight matrix W f and the frequency coefficient matrix Y, Sharpness evaluation is performed as in [Equation 12].

Figure 112019119660591-pat00033
Figure 112019119660591-pat00033

여기서, S은 영상 좌표 (x,y)에서의 선명도를 나타내고, 중간 주파수 대역의 가중합으로 표현된다.Here, S represents the sharpness at the image coordinate (x,y), and is expressed as a weighted sum of the intermediate frequency band.

즉, [수학식 12]로부터 알 수 있는 바와 같이, 영상 선명도 평가부(520)는, 화소별로 주파수 계수 행렬의 값의 제곱값과 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬을 곱하고, 영상에서 동일한 출력 화소의 위치에서 얻어진 최대 M×N개의 처리 결과들의 평균값을 취하게 된다.That is, as can be seen from [Equation 12], the image sharpness evaluation unit 520 multiplies the square value of the value of the frequency coefficient matrix for each pixel by the intermediate frequency selection and weight matrix, and the position of the same output pixel in the image The average value of the maximum M×N processing results obtained in is taken.

도 4는 영상 선명도 평가부(520)에 의해 선명도를 추정한 결과의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a result of estimating sharpness by the image sharpness evaluation unit 520.

도 4에서 관심 영역 R1은 원본 영상 위에 선명도 결과를 빨간색으로 겹쳐서 표시한 것이고, 관심 영역 R2는 선명도만을 표시한 것으로, 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기; 중 적어도 하나를 이용하여, 제어부(700)는 다수의 관심 영역에 대하여 각각 표시 방식을 설정할 수 있도록 구성할 수 있다. In FIG. 4, the region of interest R 1 is a red color superimposed on the original image, and the region of interest R 2 indicates only the sharpness. Information extracted from the image information extraction unit 500; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in the image. Using at least one of them, the control unit 700 may be configured to set a display method for each of a plurality of regions of interest.

예를 들면, 다수의 관심 영역은 전체 영상에 걸쳐 균등하게 분포하도록 설정될 수도 있고, 일부 영역에 한정되도록 설정될 수도 있다.For example, a plurality of regions of interest may be set to be evenly distributed over the entire image, or may be set to be limited to some regions.

영상 출력부(600)Video output unit 600

영상 출력부(600)는 입력 영상; 영상 합성부(400)의 합성 영상; 및 사용자 설정 화면; 중 적어도 하나를 출력하거나 적어도 하나를 이용한 영상을 디스플레이에 표시하는 역할을 한다. 영상 출력부(600)에 출력된 영상 정보에 대해, 사용자가 설정 정보를 입력하는 것에 의해 제어부(700)의 제어 신호가 생성될 수 있다.The image output unit 600 includes an input image; A composite image of the image synthesis unit 400; And user setting screen; It serves to output at least one of them or to display an image using at least one of them on a display. With respect to the image information output to the image output unit 600, a control signal of the controller 700 may be generated by a user inputting setting information.

제어부(700)Control unit 700

제어부(700)는, 하나의 프레임의 입력 영상에 대해 설정된 영역 정보에 따라, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220) 및 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 적어도 하나를 실시하거나 하나도 실시하지 않도록 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220) 및 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 둘 이상을 실시하는 경우, 각각의 가중치가 제어부(700)에 의해 설정될 수 있고, 다중 필터 합산부(240)는 설정된 가중치를 합산에 이용할 수 있다.The control unit 700 includes at least one of the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, and the blurring and masking filter unit 230 according to region information set for the input image of one frame. It is possible to generate a control signal for controlling to execute or not to perform any one. When two or more of the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, and the blurring and masking filter unit 230 are performed, each weight may be set by the control unit 700, The multiple filter summing unit 240 may use the set weight for summing.

아울러, 제어부(700)는, 인공 지능에 의해, 영상 정보 추출부(500)로부터 추출된 정보를 이용하여, 필터부(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있다.In addition, the controller 700 may generate a control signal for controlling the filter unit 200 by using information extracted from the image information extraction unit 500 by artificial intelligence.

또한, 제어부(700)는, 영상 선명도 평가부(520)에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라, 도 4와 같이 적어도 일부 영역에 대해 특정 색상으로 표시;또는, 비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표시;하여 영상 출력부(600)가 영상을 출력하도록 제어할 수 있다. 즉, 영상 출력부(600)는, 영상 합성부(400)의 합성 영상에 영상 선명도 평가부(520)에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라 영상의 색상에 의해 해당 부분을 강조하거나, 비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표현하여 선명도를 표시하는 형식으로 출력할 수 있다. 예를 들면, 색상에 의해 해당 부분을 강조하는 경우, 선명도 값이 일정값 이상인 경우 도 4와 붉은 색으로 표시할 수 있다. 아울러, 비트맵 표시하는 경우, 선명도 값이 일정값 이상인 경우에는 흰색으로, 나머지는 검은 색으로 표시할 수 있다. In addition, the controller 700 may display at least a partial area in a specific color as shown in FIG. 4 according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation unit 520; or, display a bitmap or a black and white grayscale image; Thus, the image output unit 600 may be controlled to output an image. That is, the image output unit 600 emphasizes the corresponding part by the color of the image according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation unit 520 on the synthesized image of the image synthesis unit 400, or a bitmap or It can be expressed as a black and white grayscale image and output in a format that displays sharpness. For example, when a corresponding part is emphasized by color, when the sharpness value is greater than or equal to a predetermined value, the color may be displayed in red as shown in FIG. In addition, in the case of displaying a bitmap, when the sharpness value is greater than or equal to a predetermined value, it may be displayed in white, and the rest may be displayed in black.

제어부(700)는, 입력 영상 전체에 대해 일정 간격의 다수의 그리드 형태를 추가하여 영상 출력부(600)가 출력하도록 제어할 수 있고, 다수개의 그리드를 선택하는 사용자 입력 정보를 이용하여 영상 잡음도 평가부(510) 또는 영상 선명도 평가부(520)에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다.The control unit 700 can control the image output unit 600 to output by adding a plurality of grids at regular intervals to the entire input image, and image noise level by using user input information for selecting a plurality of grids. An area to be evaluated by the evaluation unit 510 or the image sharpness evaluation unit 520 may be set.

또한, 제어부(700)는, 입력 영상을 영상 출력부(600)가 출력하도록 제어할 수 있고, 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하는 사용자 입력 정보를 이용하여 영상 잡음도 평가부(510) 또는 영상 선명도 평가부(520)에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다. 아울러, 제어부(700)는, 입력 영상을 영상 출력부(600)가 출력하도록 제어할 수 있고, 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하느 사용자 입력 정보를 이용하여, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220) 및 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 실시될 것을 선택하거나 실시될 영역을 설정할 수 있다. In addition, the control unit 700 may control the image output unit 600 to output an input image, and the image noise level evaluation unit 510 using user input information for setting an ROI of an arbitrary size among the input images. ) Or, an area to be evaluated by the image sharpness evaluation unit 520 may be set. In addition, the control unit 700 may control the input image to be output by the image output unit 600, and by using user input information for setting a region of interest of an arbitrary size among the input images, the noise removal filter unit 210 ), the boundary line enhancement and signal amplification unit 220 and the blurring and masking filter unit 230 may be selected or a region to be implemented may be set.

바람직하게는, 제어부(700)는, 잡음 제거 필터부(210), 경계선 강화 및 신호 증폭부(220) 및 흐릿화 및 마스킹 필터부(230) 중 선택된 것에 대해, 임계치 행렬, 가중치 행렬, 신호 증폭 이득, 수직 및 수평 방향의 필터링 처리 간격을 포함하는 파라미터를 사용자가 설정할 수 있도록, 영상 출력부(600)가 파라미터 설정 화면을 출력하도록 제어할 수 있다.Preferably, the control unit 700 includes a threshold matrix, a weight matrix, and a signal amplification for a selected one of the noise removal filter unit 210, the boundary line enhancement and signal amplification unit 220, and the blurring and masking filter unit 230. The image output unit 600 may be controlled to output a parameter setting screen so that a user may set parameters including a gain and a filtering interval in the vertical and horizontal directions.

적용 분야Application field

제어부(700)에서는 영상 잡음도 평가부(510) 및 영상 선명도 평가부(520)의 정보와, 예를 들면 자동 물체 인식기 등과 같은 인식 엔진의 정보를 기반으로, 하나의 필터링 프레임워크 안에서 영상 전체, 혹은 일부 영역들 마다 서로 다른 다양한 필터링 효과를 낼 수 있도록 할 수 있다. Based on the information of the image noise level evaluation unit 510 and the image sharpness evaluation unit 520 and information from a recognition engine such as an automatic object recognizer, the control unit 700 includes the entire image within one filtering framework. Alternatively, different filtering effects can be applied to some areas.

영상 선명도 평가부(520)는 영상에서 초점이 맞은 위치들과 각 위치들의 선명도 정보를 제어부(700)에 제공함으로써, 사용자는 여러 초점이 맞은 위치들 중 하나를 선택하여 카메라 렌즈를 제어할 수 있다.The image sharpness evaluation unit 520 provides the focus positions in the image and the sharpness information of each position to the control unit 700, so that the user can control the camera lens by selecting one of several focus positions. .

영상 잡음도 평가부(510)는 영상에서 잡음 정보를 제어부(700)에 제공함으로써, 잡음 제거 필터의 임계치 행렬의 값을 제어할 수 있다. 또한, 영상을 저장할 시에는 사용자가 설정한 저장 크기에 따라, 잡음 제거 필터의 임계치를 조절할 수도 있다. The image noise evaluation unit 510 may control a value of the threshold matrix of the noise removal filter by providing noise information from the image to the controller 700. In addition, when storing an image, the threshold of the noise removal filter may be adjusted according to the storage size set by the user.

도 5는 본 발명의 영상 처리 시스템(1000)의 활용 예시도를 나타낸다.5 shows an example of application of the image processing system 1000 of the present invention.

구체적으로, 도 5는 인식 엔진인 인식기와 결합되어 활용된 예를 보여준다. 인식기에서는 차량, 번호판, 사람 얼굴, 나무 등과 같은 물체 인식 정보가 제어부(700)로 입력된다. 영상 품질 향상을 위해 R8로 표시된 전체 영역에 대해서는 잡음 제거 필터를 적용하고, 영상의 저장 용량을 낮추기 위해 R7과 같은 비관심 영역인 불필요한 부분에 대해서는 흐릿화 필터링을 적용하며, R1에 표시된 차량 번호판과 같이 세부 정보 확인이 필요한 경우에는 경계선 강화 필터를 적용할 수 있다. 또한, R3 내지 R6과 같이 사람 얼굴이 검출된 경우에는 사생활(privacy) 보호를 위해 영상이 저장되지 않도록 마스킹 기능을 적용할 수 있다. Specifically, FIG. 5 shows an example of being used in combination with a recognizer, which is a recognition engine. In the recognizer, object recognition information such as a vehicle, a license plate, a human face, and a tree is input to the controller 700. For the entire area indicated as R 8 for image quality enhancement applied to a noise removal filter, apply the fuzzy screen filter for unnecessary parts of non-interest region, such as R 7 in order to reduce the storage capacity of the image, it displayed on the R 1 If you need to check detailed information, such as a license plate, you can apply a border enhancement filter. In addition, when a human face such as R 3 to R 6 is detected, a masking function may be applied so that an image is not stored for privacy protection.

이러한 적어도 하나의 필터를 개별적으로 구현해야 하는 대부분의 카메라 프로세서들과 달리, 본 발명에서는 별개의 필터에 의한 필터링 과정들을 하나의 필터링 프레임워크내로 단순화시켜, 카메라 시스템 구성 및 제어의 효율을 높일 수 있다.Unlike most camera processors that must implement at least one filter individually, in the present invention, filtering processes by separate filters can be simplified into one filtering framework, thereby increasing the efficiency of camera system configuration and control. .

하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 방법에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 영상 처리 방법은, 상술한 영상 처리 시스템(1000)을 이용하므로 별도의 설명이 없더라도 영상 처리 시스템(1000)의 모든 특징을 포함하고 있음은 물론이다.Hereinafter, an image processing method to which selective filtering is applied according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. Since the image processing method of the present invention uses the image processing system 1000 described above, it goes without saying that all the features of the image processing system 1000 are included even if there is no separate description.

아울러, 본 발명의 영상 처리 방법은, 프로세서에 의해 실시되는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있다.In addition, the image processing method of the present invention may be implemented in the form of a computer program executed by a processor.

본 발명의 영상 처리 방법은, 주파수 변환 단계; 필터링 단계; 주파수 역변환 단계; 영상 합성 단계; 영상 정보 추출 단계; 영상 출력 단계; 및 제어 단계;를 포함한다.The image processing method of the present invention includes a frequency conversion step; Filtering step; Frequency inverse transform step; Image synthesis step; Extracting image information; An image output step; And a control step.

주파수 변환 단계는, 입력 영상을 패치 단위로 주파수를 변환하여 주파수 계수 행렬 Y를 출력한다. 구체적으로, 주파수 변환 단계는, 제 1 변환 행렬; 주파수 계수 행렬 Y; 및 제 2 변환 행렬의 전치 행렬;을 곱하여 출력한다.In the frequency conversion step, a frequency coefficient matrix Y is output by converting the frequency of the input image in units of patches. Specifically, the frequency conversion step includes: a first conversion matrix; Frequency coefficient matrix Y; And a transpose matrix of the second transformation matrix;

필터링 단계는, 주파수 계수 행렬 Y를 이용하여, 적어도 하나의 필터를 선택적으로 적용하여 입력 영상을 패치 단위로 필터링을 실시한다. 아울러, 제어 단계는, 필터링 단계를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.In the filtering step, the input image is filtered in units of patches by selectively applying at least one filter using the frequency coefficient matrix Y. In addition, in the control step, a control signal for controlling the filtering step is generated.

구체적으로, 필터링 단계는, 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 잡음을 제거하는 잡음 제거 필터링 단계; 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 경계선을 강화하고, 신호를 증폭하는 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아 흐릿화(blurring) 및 마스킹을 실시하는 흐릿화 및 마스킹 필터링 단계; 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Specifically, the filtering may include a noise removal filtering step of receiving a frequency coefficient matrix Y and removing noise; A boundary line enhancement and signal amplification step of receiving a frequency coefficient matrix Y to enhance a boundary line and amplify a signal; And a blurring and masking filtering step of receiving the frequency coefficient matrix Y and performing blurring and masking. It is preferable to include at least one of.

아울러, 필터링 단계는, 제어 단계에 의해 잡음 제거 필터 단계; 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 둘 이상이 실시되는 경우, 잡음 제거 필터 단계, 경계선 강화 및 신호 증폭 단계, 및 흐릿화 및 마스킹 필터 단계 중 실시되는 출력에 각각의 가중치를 곱하여 합산하는 다중 필터 합산 단계;를 더 포함한다.In addition, the filtering step may include a noise removal filter step by a control step; Border line enhancement and signal amplification steps; And a blurring and masking filter step. When two or more of the above are performed, a multi-filter summing step of multiplying and summing outputs performed among the noise removal filter step, the boundary line enhancement and signal amplification step, and the blurring and masking filter steps by respective weights.

잡음 제거 필터링 단계는, 주파수 계수 행렬 Y와 임계치 행렬을 비교하는 것에 의해 잡음을 제거한다. 제어 단계는, 잡음 제거 필터 단계의 임계치 행렬의 값을 설정할 수 있다. 아울러, 경계선 강화 및 신호 증폭 단계는, 가중치 행렬과 주파수 계수 행렬 Y를 아다마르 곱(Hadamard product) 연산을 실시하여 경계선을 강화하고, 신호 증폭 이득을 곱하여 증폭하는 것을 특징으로 한다. 제어 단계는, 경계선 강화 및 신호 증폭 단계의 가중치 행렬의 값 및 신호 증폭 이득의 값을 설정할 수 있다. 또한, 흐릿화 및 마스킹 필터링 단계는, 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 조절하며, 주파수 계수 행렬 Y 중 직류 성분값만을 선택하여 흐릿화 필터링을 실시한다. 제어 단계는, 흐릿화 및 마스킹 필터 단계의 필터링 처리 간격을 설정할 수 있다.The noise removal filtering step removes noise by comparing the frequency coefficient matrix Y and the threshold matrix. In the control step, a value of the threshold matrix of the noise removal filter step may be set. In addition, the step of strengthening the boundary line and amplifying the signal is characterized in that the weight matrix and the frequency coefficient matrix Y are subjected to a Hadamard product operation to strengthen the boundary line, and multiply the signal amplification gain to amplify the boundary line. In the control step, a value of a weight matrix and a value of a signal amplification gain in the boundary line enhancement and signal amplification steps may be set. Further, in the blurring and masking filtering step, the filtering process interval is adjusted in the vertical and horizontal directions, and blur filtering is performed by selecting only DC component values from the frequency coefficient matrix Y. In the control step, a filtering process interval of the blurring and masking filter steps may be set.

아울러, 주파수 역변환 단계는, 필터링 단계의 출력에 대해 주파수 역변환을 실시하여, 패치 단위로 영상으로 출력한다. 구체적으로, 주파수 역변환 단계는, 제 1 변환 행렬의 전치 행렬; 필터링 단계의 출력; 및 제 2 변환 행렬;을 곱하여 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the frequency inverse transform step, frequency inverse transform is performed on the output of the filtering step, and the image is output in a patch unit. Specifically, the inverse frequency transformation step includes: a transpose matrix of the first transformation matrix; The output of the filtering step; And a second transformation matrix.

영상 합성 단계는, 동일한 화소 위치에 대해 패치를 변경하며 주파수 변환 단계, 필터링 단계 및 주파수 역변환 단계를 다수의 횟수를 실시하여 출력된 다수의 출력값의 통계값을 이용하여 영상을 합성한다.In the image synthesizing step, the patch is changed for the same pixel position, and the frequency conversion step, the filtering step, and the frequency inverse transform step are performed a plurality of times, and an image is synthesized using statistical values of a plurality of output values.

영상 정보 추출 단계는, 주파수 계수 행렬 Y를 이용하여, 입력 영상을 화소 단위로 품질에 관한 정보를 추출한다.In the image information extraction step, quality information is extracted from the input image in pixel units using the frequency coefficient matrix Y.

구체적으로, 영상 정보 추출 단계는, 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아, 입력 영상의 잡음도를 평가하는 영상 잡음도 평가 단계; 및 주파수 계수 행렬 Y를 입력받아, 입력 영상의 선명도를 평가하는 영상 선명도 평가 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the step of extracting image information includes: an image noise level evaluation step of receiving a frequency coefficient matrix Y and evaluating a noise level of the input image; And an image sharpness evaluation step of receiving the frequency coefficient matrix Y and evaluating the sharpness of the input image.

영상 잡음도 평가 단계는, 입력 영상의 고주파 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도를 평가하는 1차 잡음도 평가 단계; 및 입력 영상과 잡음 제거를 실시한 영상과의 차분을 이용하여 2차 잡음도를 평가하는 2차 잡음도 평가 단계;를 포함한다.The image noise level evaluation step includes: a first order noise level evaluation step of evaluating a first order noise level using energy of high-frequency components of the input image; And a second-order noise level evaluation step of evaluating a second-order noise level by using a difference between the input image and the noise-removed image.

또한, 영상 선명도 평가 단계는, 주파수 계수 행렬 Y의 에너지;와, 주파수 계수 행렬 Y의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬;의 곱을 이용하여, 입력 영상의 선명도를 평가한다.In the image sharpness evaluation step, the energy of the frequency coefficient matrix Y; and an intermediate frequency selection and weight matrix taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix Y are used to evaluate the sharpness of the input image.

영상 출력 단계는, 영상을 출력하는 역할을 한다.The image output step serves to output an image.

영상 출력 단계는, 입력 영상; 영상 합성 단계의 합성 영상; 및 사용자 설정 화면; 중 적어도 하나를 출력하거나 적어도 하나를 이용한 영상을 디스플레이에 표시하는 역할을 한다. 영상 출력 단계에서 출력된 영상 정보에 대해, 사용자가 설정 정보를 입력하는 것에 의해 제어 단계에서 제어 신호가 생성될 수 있다.The image output step may include an input image; A composite image in the image synthesis step; And user setting screen; It serves to output at least one of them or to display an image using at least one of them on a display. With respect to the image information output in the image output step, a control signal may be generated in the control step by the user inputting setting information.

제어 단계는, 영상 정보 추출 단계로부터 추출된 정보; 사용자 입력 정보; 및 영상에 포함된 물체를 인식하는 물체 인식기; 중 적어도 하나를 이용하여, 필터링 단계를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 둘 이상을 실시하는 경우 각각의 가중치를 설정할 수 있다.The control step may include information extracted from the image information extraction step; User input information; And an object recognizer for recognizing an object included in the image. By using at least one of, a control signal for controlling the filtering step is generated. Noise removal filter step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And a blurring and masking filter step. When two or more of them are performed, each weight can be set.

예를 들면, 제어 단계는, 잡음 제거 필터링 단계; 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 흐릿화 및 마스킹 필터링 단계; 중 적어도 하나를 실시하거나 하나도 실시하지 않도록 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.For example, the controlling step may include a noise removal filtering step; Border line enhancement and signal amplification steps; And blurring and masking filtering. A control signal for controlling at least one of or not to be performed is generated.

또한, 제어 단계는, 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라, 적어도 일부 영역에 대해 특정 색상으로 표시;또는, 비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표시;하여 영상 출력 단계가 영상을 출력하도록 제어할 수 있다. 아울러, 제어 단계는, 입력 영상에 일정 간격의 다수의 그리드 형태를 추가하여 영상 출력 단계에서 출력하도록 제어할 수 있고, 그리드를 선택하는 사용자 입력 정보를 이용하여 영상 잡음도 평가 단계 또는 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다.In addition, the control step may include displaying at least a partial area in a specific color according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation step; or, displaying a bitmap or a black and white grayscale image; so that the image output step outputs an image. Can be controlled. In addition, in the control step, a plurality of grid types having a predetermined interval may be added to the input image and controlled to be output in the image output step, and the image noise level evaluation step or the image sharpness evaluation step using user input information for selecting a grid. You can set the area to be evaluated by.

바람직하게는, 제어 단계는, 입력 영상을 영상 출력 단계가 출력하도록 제어할 수 있고, 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하는 사용자 입력 정보를 이용하여 영상 잡음도 평가 단계 또는 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있다.Preferably, the control step may control the input image to be output by the image output step, and an image noise level evaluation step or an image sharpness evaluation step using user input information for setting a region of interest of an arbitrary size among the input images. You can set the area to be evaluated by.

또한, 제어 단계는, 입력 영상을 영상 출력 단계가 출력하도록 제어할 수 있고, 입력 영상 중 사용자 입력 정보를 이용하여, 잡음 제거 필터 단계; 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 실시될 것을 선택하거나 실시될 영역을 설정할 수 있다. 아울러, 제어 단계는, 잡음 제거 필터 단계; 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 선택된 것에 대해, 임계치 행렬, 가중치 행렬, 신호 증폭 이득, 수직 및 수평 방향의 필터링 처리 간격을 포함하는 파라미터를 사용자가 설정할 수 있도록, 영상 출력 단계가 파라미터 설정 화면을 출력하도록 제어할 수 있다.In addition, the controlling step may include controlling the input image to be output by the image output step, and using the user input information of the input image, a noise removal filter step; Border line enhancement and signal amplification steps; And a blurring and masking filter step. You can select one to be implemented or set an area to be implemented. In addition, the control step may include a noise removal filter step; Border line enhancement and signal amplification steps; And a blurring and masking filter step. For the selected one, the image output step may control to output a parameter setting screen so that a user can set parameters including a threshold matrix, a weight matrix, a signal amplification gain, and a filtering processing interval in the vertical and horizontal directions.

본 발명의 선택적 필터링을 적용한 영상 처리 시스템(1000) 및 그 영상 처리 방법에 따르면, 여러가지 서로 다른 효과를 갖는 다수의 필터들을 영상 영역에서의 필요에 따라 선택할 수 있도록 하여, 필터 상호간에 서로 트레이드 오프의 모순적 관계를 해결할 수 있음을 알 수 있다.According to the image processing system 1000 to which the selective filtering of the present invention is applied and the image processing method thereof, a plurality of filters having various different effects can be selected according to necessity in the image area, so that the filters are mutually traded off. It can be seen that contradictory relationships can be resolved.

1000 : 영상 처리 시스템
100 : 주파수 변환부 200 : 필터부
300 : 주파수 역변환부 400 : 영상 합성부
500 : 영상 정보 추출부 600 : 영상 출력부
700 : 제어부
210 : 잡음 제거 필터부 220 : 경계선 강화 및 신호 증폭부
230 : 흐릿화 및 마스킹 필터부 240 : 다중 필터 합산부
510 : 영상 잡음도 평가부 520 : 영상 선명도 평가부
1000: image processing system
100: frequency conversion unit 200: filter unit
300: frequency inverse transform unit 400: image synthesis unit
500: image information extraction unit 600: image output unit
700: control unit
210: noise removal filter unit 220: boundary line enhancement and signal amplification unit
230: blurring and masking filter unit 240: multiple filter summing unit
510: image noise evaluation unit 520: image sharpness evaluation unit

Claims (48)

영상 처리 시스템에 있어서,
입력 영상을 패치 단위로 주파수를 변환하여 주파수 계수 행렬을 출력하는 주파수 변환부;
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상을 패치 단위로 필터링 처리를 할 수 있는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터부;
상기 필터부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상을 화소 단위로 품질에 관한 정보를 추출하는 영상 정보 추출부;를 포함하되,
상기 영상 정보 추출부는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 잡음도를 평가하는 영상 잡음도 평가부;를 포함하고,
상기 영상 잡음도 평가부는,
상기 입력 영상의 고주파 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도를 평가하고, 상기 입력 영상과 잡음 제거를 실시한 영상과의 차분을 이용하여 2차 잡음도를 평가하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
In the image processing system,
A frequency converter configured to convert an input image into a frequency in a patch unit and output a frequency coefficient matrix;
A filter unit including at least one filter capable of filtering the input image in a patch unit using the frequency coefficient matrix;
A control unit generating a control signal for controlling the filter unit; And
Including, by using the frequency coefficient matrix, an image information extracting unit for extracting information on the quality of the input image pixel unit,
The image information extraction unit,
Including; an image noise degree evaluation unit for evaluating the noise degree of the input image using the frequency coefficient matrix,
The image noise degree evaluation unit,
The image processing system according to claim 1, wherein the first-order noise level is evaluated using the energy of the high-frequency components of the input image, and the second-order noise level is evaluated using a difference between the input image and a noise-removed image.
제1항에 있어서,
상기 필터부는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거 필터부;
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 경계선을 강화하고, 신호를 증폭하는 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 흐릿화(blurring) 및 마스킹을 실시하는 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 1,
The filter unit,
A noise removal filter to remove noise by using the frequency coefficient matrix;
A boundary line enhancement and signal amplification unit for enhancing a boundary line and amplifying a signal using the frequency coefficient matrix; And
A blurring and masking filter unit that performs blurring and masking using the frequency coefficient matrix; Image processing system comprising at least one of.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 적어도 하나를 실시하거나 하나도 실시하지 않도록 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 둘 이상을 실시하는 경우 각각의 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 2,
The control unit,
The noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. Generating a control signal for controlling at least one of or not to perform at least one of, and the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. When two or more of them are performed, each weight is set.
제3항에 있어서,
상기 필터부는,
상기 제어부에 의해 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 둘 이상이 실시되는 경우, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 실시되는 출력에 각각의 가중치를 곱하여 합산하는 다중 필터 합산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 3,
The filter unit,
The noise removal filter unit by the control unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. When two or more of them are implemented, the noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. And a multi-filter summing unit for multiplying and summing the outputs performed in the output by each weight.
제2항에 있어서,
상기 잡음 제거 필터부는,
상기 주파수 계수 행렬과 임계치 행렬을 비교하는 것에 의해 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 2,
The noise removal filter unit,
And removing noise by comparing the frequency coefficient matrix and the threshold matrix.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 잡음 제거 필터부의 임계치 행렬의 값을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 5,
The control unit,
The image processing system, characterized in that it is possible to set a value of the threshold matrix of the noise removal filter unit.
제2항에 있어서,
상기 경계선 강화 및 신호 증폭부는,
가중치 행렬과 상기 주파수 계수 행렬을 아다마르 곱(Hadamard product) 연산을 실시하여 경계선을 강화하고, 신호 증폭 이득을 곱하여 증폭하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 2,
The boundary line enhancement and signal amplification unit,
An image processing system characterized in that the weight matrix and the frequency coefficient matrix are subjected to a Hadamard product operation to enhance a boundary line, and amplify by multiplying a signal amplification gain.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 경계선 강화 및 신호 증폭부의 가중치 행렬의 값 및 신호 증폭 이득의 값을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 7,
The control unit,
And setting a value of a weight matrix of the boundary line enhancement and signal amplification unit and a value of a signal amplification gain.
제2항에 있어서,
상기 흐릿화 및 마스킹 필터부는,
수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 조절하며, 상기 주파수 계수 행렬 중 직류 성분값만을 선택하여 흐릿화 필터링을 실시하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 2,
The blurring and masking filter unit,
An image processing system, comprising: adjusting filtering intervals in vertical and horizontal directions, and performing blur filtering by selecting only DC component values from the frequency coefficient matrix.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흐릿화 및 마스킹 필터부의 상기 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 9,
The control unit,
The image processing system according to claim 1, wherein the blurring and masking filter unit is capable of setting filtering processing intervals in the vertical and horizontal directions.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 영상 정보 추출부는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가하는 영상 선명도 평가부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 2,
The image information extraction unit,
An image processing system comprising: an image sharpness evaluation unit for evaluating the sharpness of the input image by using the frequency coefficient matrix.
제14항에 있어서,
상기 영상 선명도 평가부는,
상기 주파수 계수 행렬의 에너지;와, 상기 주파수 계수 행렬의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬;의 곱을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 14,
The image sharpness evaluation unit,
And a product of the energy of the frequency coefficient matrix; and an intermediate frequency selection and weighting matrix taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix to evaluate the sharpness of the input image.
제14항에 있어서,
상기 영상 처리 시스템은,
상기 필터부의 출력에 대해 주파수 역변환을 실시하여, 영상으로 출력하는 주파수 역변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 14,
The image processing system,
And a frequency inverse transform unit configured to perform inverse frequency transformation on the output of the filter unit and output an image as an image.
제16항에 있어서,
상기 주파수 변환부는,
제 1 변환 행렬; 상기 주파수 계수 행렬; 및 제 2 변환 행렬의 전치 행렬;을 곱하여 출력하고,
상기 주파수 역변환부는,
상기 제 1 변환 행렬의 전치 행렬; 상기 필터부의 출력; 및 상기 제 2 변환 행렬;을 곱하여 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 16,
The frequency conversion unit,
A first transformation matrix; The frequency coefficient matrix; And a transpose matrix of the second transformation matrix; multiply and output,
The frequency inverse transform unit,
A transpose matrix of the first transformation matrix; An output of the filter unit; And multiplying and outputting the second transformation matrix.
제16항에 있어서,
상기 영상 처리 시스템은,
동일한 화소 위치에 대해 패치를 변경하며 상기 주파수 변환부, 상기 필터부 및 상기 주파수 역변환부를 다수의 횟수를 실시하여 출력된 다수의 출력값의 통계값을 이용하여 영상을 합성하는 영상 합성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 16,
The image processing system,
An image synthesizing unit that changes a patch for the same pixel location and synthesizes an image using statistical values of a plurality of output values output by performing the frequency conversion unit, the filter unit, and the frequency inverse transform unit a plurality of times; An image processing system, characterized in that.
제18항에 있어서,
상기 영상 처리 시스템은,
상기 입력 영상; 상기 영상 합성부의 합성 영상; 및 사용자 설정 화면; 중 적어도 하나를 출력하거나 적어도 하나를 이용한 영상을 출력하는 영상 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 18,
The image processing system,
The input image; A composite image of the image synthesis unit; And user setting screen; An image processing system comprising: an image output unit that outputs at least one of or outputs an image using at least one.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라 적어도 일부 영상 영역에 대해,
특정 색상으로 표시; 또는,
비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표시;하여 상기 영상 출력부가 영상을 출력하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 19,
The control unit,
For at least some image areas according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation unit,
Marked in a specific color; or,
Displaying as a bitmap or a black and white grayscale image; and controlling the image output unit to output an image.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력 영상에 일정 간격의 다수의 그리드 형태를 추가하여 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 그리드를 선택하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가부 또는 상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 19,
The control unit,
It is possible to control the image output unit to output by adding a plurality of grid types at regular intervals to the input image, and evaluate by the image noise level evaluation unit or the image sharpness evaluation unit using user input information for selecting a grid. An image processing system, characterized in that it is possible to set an area to be used.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력 영상을 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가부 또는 상기 영상 선명도 평가부에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 19,
The control unit,
The input image may be controlled to be output by the image output unit, and may be evaluated by the image noise level evaluation unit or the image sharpness evaluation unit using user input information for setting a region of interest of an arbitrary size among the input images. An image processing system, characterized in that the area can be set.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력 영상을 상기 영상 출력부가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 사용자 입력 정보를 이용하여, 상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 실시될 것을 선택하거나 실시될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 19,
The control unit,
A noise removal filter unit capable of controlling the input image to be output by the image output unit, and using user input information of the input image; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. An image processing system, characterized in that it is possible to select one to be performed or set a region to be performed.
제23항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 잡음 제거 필터부; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭부; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터부; 중 선택된 것에 대해 파라미터를 사용자가 설정할 수 있도록, 상기 영상 출력부가 파라미터 설정 화면을 출력하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 23,
The control unit,
The noise removal filter unit; The boundary line enhancement and signal amplification unit; And the blurring and masking filter unit. The image processing system, characterized in that the image processing system is capable of controlling the image output unit to output a parameter setting screen so that a user can set a parameter for the selected one.
영상 처리 방법에 있어서,
입력 영상을 패치 단위로 주파수를 변환하여 주파수 계수 행렬을 출력하는 주파수 변환 단계;
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 적어도 하나의 필터를 선택적으로 적용하여 상기 입력 영상을 패치 단위로 필터링을 실시하는 필터링 단계;
상기 필터링 단계를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 단계; 및
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상을 화소 단위로 품질에 관한 정보를 추출하는 영상 정보 추출 단계;를 포함하되,
상기 영상 정보 추출 단계는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 잡음도를 평가하는 영상 잡음도 평가 단계;를 포함하고,
상기 영상 잡음도 평가 단계는,
상기 입력 영상의 고주파 성분들의 에너지를 이용하여 1차 잡음도를 평가하고, 상기 입력 영상과 잡음 제거를 실시한 영상과의 차분을 이용하여 2차 잡음도를 평가하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
In the image processing method,
A frequency conversion step of outputting a frequency coefficient matrix by converting a frequency of the input image in units of patches;
Filtering the input image in units of patches by selectively applying at least one filter using the frequency coefficient matrix;
A control step of generating a control signal for controlling the filtering step; And
Including, by using the frequency coefficient matrix, extracting the information on the quality of the input image pixel unit;
The image information extraction step,
An image noise degree evaluation step of evaluating a noise degree of the input image using the frequency coefficient matrix; Including,
The image noise level evaluation step,
And evaluating a first-order noise level using the energy of the high-frequency components of the input image, and evaluating a second-order noise level using a difference between the input image and a noise-removed image.
제25항에 있어서,
상기 필터링 단계는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 잡음을 제거하는 잡음 제거 필터 단계;
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 경계선을 강화하고, 신호를 증폭하는 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여 흐릿화(blurring) 및 마스킹을 실시하는 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 25,
The filtering step,
A noise removal filter for removing noise by using the frequency coefficient matrix;
A boundary line enhancement and signal amplification step of enhancing a boundary line and amplifying a signal using the frequency coefficient matrix; And
A blurring and masking filter step of performing blurring and masking using the frequency coefficient matrix; Image processing method comprising at least one of.
제26항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 적어도 하나를 실시하거나 하나도 실시하지 않도록 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 둘 이상을 실시하는 경우 각각의 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 26,
The control step,
The noise removal filter step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. Generating a control signal for controlling to perform at least one or not to perform at least one of, and the noise removal filter step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. When two or more of them are performed, each weight is set.
제27항에 있어서,
상기 필터링 단계는,
상기 제어 단계에 의해 상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 둘 이상이 실시되는 경우, 상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 실시되는 출력에 각각의 가중치를 곱하여 합산하는 다중 필터 합산 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 27,
The filtering step,
The noise removal filter step by the control step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. When two or more of them are performed, the noise removal filter step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. And a multi-filter summing step of multiplying and summing the output performed during the multiplying by each weight.
제26항에 있어서,
상기 잡음 제거 필터 단계는,
상기 주파수 계수 행렬과 임계치 행렬을 비교하는 것에 의해 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 26,
The noise removal filter step,
And removing noise by comparing the frequency coefficient matrix and the threshold matrix.
제29항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 잡음 제거 필터 단계의 임계치 행렬의 값을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 29,
The control step,
And setting a value of a threshold matrix of the noise removal filter step.
제26항에 있어서,
상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계는,
가중치 행렬과 상기 주파수 계수 행렬을 아다마르 곱(Hadamard product) 연산을 실시하여 경계선을 강화하고, 신호 증폭 이득을 곱하여 증폭하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 26,
The boundary line enhancement and signal amplification step,
An image processing method, comprising: performing a Hadamard product operation on a weight matrix and the frequency coefficient matrix to enhance a boundary line, and multiplying a signal amplification gain to amplify it.
제31항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계의 가중치 행렬의 값 및 신호 증폭 이득의 값을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 31,
The control step,
And setting a value of a weight matrix and a signal amplification gain in the boundary line enhancement and signal amplification steps.
제26항에 있어서,
상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계는,
수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 조절하며, 상기 주파수 계수 행렬 중 직류 성분값만을 선택하여 흐릿화 필터링을 실시하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 26,
The blurring and masking filter step,
The image processing method according to claim 1, wherein filtering intervals are adjusted in vertical and horizontal directions, and blur filtering is performed by selecting only DC component values from the frequency coefficient matrix.
제33항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계의 상기 수직 및 수평 방향으로 필터링 처리 간격을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 33,
The control step,
The image processing method, characterized in that it is possible to set filtering processing intervals in the vertical and horizontal directions of the blurring and masking filtering step.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제26항에 있어서,
상기 영상 정보 추출 단계는,
상기 주파수 계수 행렬을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가하는 영상 선명도 평가 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 26,
The image information extraction step,
And an image sharpness evaluation step of evaluating the sharpness of the input image by using the frequency coefficient matrix.
제38항에 있어서,
상기 영상 선명도 평가 단계는,
상기 주파수 계수 행렬의 에너지;와, 상기 주파수 계수 행렬의 중간 주파수 대역을 취하는 중간 주파수 선택 및 가중치 행렬;의 곱을 이용하여, 상기 입력 영상의 선명도를 평가하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 38,
The image clarity evaluation step,
The image processing method, characterized in that the clarity of the input image is evaluated by using a product of the energy of the frequency coefficient matrix; and an intermediate frequency selection and weight matrix taking an intermediate frequency band of the frequency coefficient matrix.
제38항에 있어서,
상기 영상 처리 방법은,
상기 필터링 단계의 출력에 대해 주파수 역변환을 실시하여, 영상으로 출력하는 주파수 역변환 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 38,
The image processing method,
And performing inverse frequency transformation on the output of the filtering step and outputting an image as an image.
제40항에 있어서,
상기 주파수 변환 단계는,
제 1 변환 행렬; 상기 주파수 계수 행렬; 및 제 2 변환 행렬의 전치 행렬;을 곱하여 출력하고,
상기 주파수 역변환 단계는,
상기 제 1 변환 행렬의 전치 행렬; 상기 필터링 단계의 출력; 및 상기 제 2 변환 행렬;을 곱하여 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 40,
The frequency conversion step,
A first transformation matrix; The frequency coefficient matrix; And a transpose matrix of the second transformation matrix; multiply and output,
The frequency inverse transform step,
A transpose matrix of the first transformation matrix; The output of the filtering step; And multiplying and outputting the second transformation matrix.
제40항에 있어서,
상기 영상 처리 방법은,
동일한 화소 위치에 대해 패치를 변경하며 상기 주파수 변환 단계, 상기 필터링 단계 및 상기 주파수 역변환 단계를 다수의 횟수를 실시하여 출력된 다수의 출력값의 통계값을 이용하여 영상을 합성하는 영상 합성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 40,
The image processing method,
An image synthesizing step of synthesizing an image using statistical values of a plurality of output values output by performing the frequency conversion step, the filtering step, and the frequency inverse transform step a plurality of times while changing a patch for the same pixel position; Image processing method comprising a.
제42항에 있어서,
상기 영상 처리 방법은,
상기 입력 영상; 상기 영상 합성 단계의 합성 영상; 및 사용자 설정 화면; 중 적어도 하나를 출력하거나 적어도 하나를 이용한 영상을 출력하는 영상 출력 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 42,
The image processing method,
The input image; A composite image of the image synthesis step; And user setting screen; An image processing method comprising: an image output step of outputting at least one of or outputting an image using at least one.
제43항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가된 영상 선명도 값에 따라 적어도 일부 영상 영역에 대해,
특정 색상으로 표시; 또는,
비트맵 또는 흑백 계조 영상으로 표시;하여 상기 영상 출력 단계가 영상을 출력하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 43,
The control step,
For at least some image areas according to the image sharpness value evaluated by the image sharpness evaluation step,
Marked in a specific color; or,
Displaying as a bitmap or black-and-white grayscale image; and controlling the image output step to output an image.
제43항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 입력 영상에 일정 간격의 다수의 그리드 형태를 추가하여 상기 영상 출력 단계가 출력하도록 제어할 수 있고, 그리드를 선택하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가 단계 또는 상기 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 43,
The control step,
The image output step can be controlled to output by adding a plurality of grid shapes at a predetermined interval to the input image, and by using the user input information for selecting a grid, the image noise level evaluation step or the image sharpness evaluation step An image processing method, characterized in that it is possible to set an area to be evaluated.
제43항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 입력 영상을 상기 영상 출력 단계가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 임의의 크기의 관심 영역을 설정하는 사용자 입력 정보를 이용하여 상기 영상 잡음도 평가 단계 또는 상기 영상 선명도 평가 단계에 의해 평가될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 43,
The control step,
The input image can be controlled to be output by the image output step, and evaluated by the image noise level evaluation step or the image sharpness evaluation step using user input information for setting a region of interest of an arbitrary size among the input images An image processing method, characterized in that it is possible to set an area to be used.
제43항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 입력 영상을 상기 영상 출력 단계가 출력하도록 제어할 수 있고, 상기 입력 영상 중 사용자 입력 정보를 이용하여, 상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 실시될 것을 선택하거나 실시될 영역을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 43,
The control step,
A noise removal filter step capable of controlling the input image to be output by the image output step, and using user input information of the input image; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. An image processing method characterized in that it is possible to select one to be performed or set an area to be performed.
제47항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 잡음 제거 필터 단계; 상기 경계선 강화 및 신호 증폭 단계; 및 상기 흐릿화 및 마스킹 필터 단계; 중 선택된 것에 대해 파라미터를 사용자가 설정할 수 있도록, 상기 영상 출력 단계가 파라미터 설정 화면을 출력하도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 47,
The control step,
The noise removal filter step; Strengthening the boundary line and amplifying the signal; And the blurring and masking filter step. An image processing method, characterized in that the image output step can control to output a parameter setting screen so that a user can set a parameter for the selected one.
KR1020190150064A 2019-11-21 2019-11-21 Image process system by applying selective filtering and image process method therefor KR102206490B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190150064A KR102206490B1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Image process system by applying selective filtering and image process method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190150064A KR102206490B1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Image process system by applying selective filtering and image process method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102206490B1 true KR102206490B1 (en) 2021-01-22

Family

ID=74309819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190150064A KR102206490B1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Image process system by applying selective filtering and image process method therefor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102206490B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050012751A (en) * 2002-05-24 2005-02-02 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. A method and system for estimating sharpness metrics based on local edge statistical distribution
JP2006140873A (en) * 2004-11-15 2006-06-01 Konica Minolta Holdings Inc Device and method for evaluating image quality
KR20070093146A (en) * 2005-02-07 2007-09-17 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 Image processing device
KR20120039348A (en) * 2010-10-15 2012-04-25 중앙대학교 산학협력단 Apparatus and method for enhancing color image quality in wavelet domain
KR20130046304A (en) * 2011-10-27 2013-05-07 서울대학교산학협력단 Image denoising in the transform domain using nonlocal means filtering
KR20150109152A (en) * 2014-03-19 2015-10-01 삼성전자주식회사 Method and apparatus for processing image
KR20170000792A (en) * 2015-06-24 2017-01-03 캐논 가부시끼가이샤 Image processing apparatus, control method of image processing apparatus, and storage medium
KR101835411B1 (en) * 2016-12-15 2018-03-08 연세대학교 원주산학협력단 Interface system for analyzing 3d image of digital tomosynthesis system and method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050012751A (en) * 2002-05-24 2005-02-02 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. A method and system for estimating sharpness metrics based on local edge statistical distribution
JP2006140873A (en) * 2004-11-15 2006-06-01 Konica Minolta Holdings Inc Device and method for evaluating image quality
KR20070093146A (en) * 2005-02-07 2007-09-17 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 Image processing device
KR20120039348A (en) * 2010-10-15 2012-04-25 중앙대학교 산학협력단 Apparatus and method for enhancing color image quality in wavelet domain
KR20130046304A (en) * 2011-10-27 2013-05-07 서울대학교산학협력단 Image denoising in the transform domain using nonlocal means filtering
KR20150109152A (en) * 2014-03-19 2015-10-01 삼성전자주식회사 Method and apparatus for processing image
KR20170000792A (en) * 2015-06-24 2017-01-03 캐논 가부시끼가이샤 Image processing apparatus, control method of image processing apparatus, and storage medium
KR101835411B1 (en) * 2016-12-15 2018-03-08 연세대학교 원주산학협력단 Interface system for analyzing 3d image of digital tomosynthesis system and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4998287B2 (en) Image processing apparatus and method, and program
WO2019091270A1 (en) Image enhancement method and system
US7181086B2 (en) Multiresolution method of spatially filtering a digital image
US7280703B2 (en) Method of spatially filtering a digital image using chrominance information
KR101298642B1 (en) Method and apparatus for eliminating image noise
US10672112B2 (en) Method and system for real-time noise removal and image enhancement of high-dynamic range images
US9135681B2 (en) Image chroma noise reduction
JP4460839B2 (en) Digital image sharpening device
US7672528B2 (en) Method of processing an image to form an image pyramid
US7110044B2 (en) Image detail enhancement system
WO2014070489A1 (en) Recursive conditional means image denoising
JP2005354685A (en) Smoothing device of an image signal by pattern adaptive filtering, and its smoothing method
JPWO2008105222A1 (en) Noise reduction device, noise reduction method, and noise reduction program
JP2010193199A (en) Image processor and image processing method
Deng A generalized logarithmic image processing model based on the gigavision sensor model
CN106981052B (en) Adaptive uneven brightness variation correction method based on variation frame
CN104318529A (en) Method for processing low-illumination images shot in severe environment
KR102206490B1 (en) Image process system by applying selective filtering and image process method therefor
JP7437921B2 (en) Image processing device, image processing method, and program
Yang et al. Tone mapping based on multi-scale histogram synthesis
JP2017130167A (en) Image processing device, imaging device, and image processing program
Sadaka et al. Efficient perceptual attentive super-resolution
KR102615125B1 (en) System and method for denoising image, and a recording medium having computer readable program for executing the method
Wharton et al. Human visual-system-based image enhancement
RU2695424C1 (en) Device for improving image quality

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant