KR102301924B1 - Shadow reconstruction method using multi-scale gamma correction - Google Patents

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Abstract

본 발명에서 제공하는 멀티 스케일 감마 보정을 이용한 그림자 복원 방법 은 그림자 영역과 일반 영역을 포함하는 이미지를 입력 받는 단계, 상기 일반 영역의 감마값을 참고하여 상기 그림자 영역을 보정하는 단계, 상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계영역을 보정하는 단계를 포함한다.The shadow restoration method using multi-scale gamma correction provided by the present invention includes the steps of receiving an image including a shadow region and a normal region, correcting the shadow region with reference to the gamma value of the normal region, the shadow region and the general region and correcting the boundary area of the area.

Description

멀티 스케일 감마 보정을 이용한 그림자 복원 방법{SHADOW RECONSTRUCTION METHOD USING MULTI-SCALE GAMMA CORRECTION}Shadow restoration method using multi-scale gamma correction {SHADOW RECONSTRUCTION METHOD USING MULTI-SCALE GAMMA CORRECTION}

본 발명은 멀티 스케일 감마 보정을 이용한 그림자 복원 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 이미지 복원 과정을 더해 더 자연스러운 그림자 영역을 복원할 수 있는 멀티 스케일 감마 보정을 이용한 그림자 복원 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shadow restoration method using multi-scale gamma correction. More particularly, it relates to a shadow restoration method using multi-scale gamma correction capable of restoring a more natural shadow region by adding an image restoration process.

그림자(shadow)는 자연 경관에서 관찰되는 일반적인 현상으로 자연 영상(natural scene image)의 구조와 의미를 이해하는데 효과적이다. 하지만 특징 검출(feature detection), 물체 인식(object recognition) 및 장면 분석(scene analysis)등과 같은 인식을 복잡하게 할 수 있다. A shadow is a common phenomenon observed in natural landscapes and is effective in understanding the structure and meaning of natural scene images. However, it can complicate recognition such as feature detection, object recognition, and scene analysis.

디지털 영상에 포함된 그림자는 장면의 조명에서 가장 두드러진 효과 중의 하나로 주요 특징은 크게 밝기(intensity), 국부블록의 최대치 및 왜도(skewness) 등 과 같은 변형성과 근접화소의 조도불변(illumination-invariant), 기울기(gradient)와 텍스처(texture) 유사도 등과 같은 불변성 특징을 갖는다.The shadow included in the digital image is one of the most prominent effects in the lighting of the scene, and its main characteristics are the deformability such as intensity, the maximum value of local blocks, and skewness, and the illumination-invariant of adjacent pixels. , have immutability characteristics such as gradient and texture similarity.

그림자는 객체와 광원의 방향에 대한 정보를 제공하지만, 객체 검출, 추적 및 인식 등의 다양한 컴퓨터 비전 알고리즘의 성능과 안정성을 떨어뜨리기도 한다. Shadows provide information about the direction of objects and light sources, but they also reduce the performance and stability of various computer vision algorithms, such as object detection, tracking, and recognition.

이때문에, 그림자 검출의 선행 연구들이 진행되어 왔고, 이것들은 크게 영상의 강도(intensity)를 이용한 방법, 영상의 색도(chromaticity)를 이용한 방법, 기하학(geometry)을 이용한 방법 및 영상의 질감(texture)을 이용한 방법 등의 알고리즘들로 구분되며, 그림자 검출의 성능이 적용 분야에 따라 다양하게 제안되고 있다. For this reason, previous studies of shadow detection have been conducted, and these are largely a method using the intensity of an image, a method using the chromaticity of the image, a method using geometry, and the texture of the image. ), and the performance of shadow detection is variously proposed depending on the field of application.

그림자 검출은 정확도 측면에서 기술의 발전이 가속화되고 있지만 지능형 비디오 감시(intelligent video surveillance), 교통 감시(traffic surveillance) 및 항공 영상 분석(aerial imagery analysis) 등과 같은 컴퓨터 비전 또는 영상 처리 분야에서의 활용은 찾아볼 수 없다.Although shadow detection is accelerating the advancement of technology in terms of accuracy, it is finding its application in computer vision or image processing fields such as intelligent video surveillance, traffic surveillance, and aerial imagery analysis. can't see

특히 2016년에는 고속도로에서 차량의 그림자가 차선을 넘어 벌금을 통보 받는 사례도 발생하였다. 이러한 객체 인식의 영상 처리 과정에서 그림자 영역을 탐지하고 복원하는 것은 매우 중요하며, 컴퓨터 비전(computer vision)의 전처리 과정에서 필수적으로 고려되어야 한다. In particular, in 2016, there was a case where the shadow of a vehicle crossed the lane on the highway and a fine was notified. In the image processing of object recognition, it is very important to detect and restore the shadow region, and it must be considered essential in the preprocessing of computer vision.

따라서, 그림자 검출(shadow detection)은 디지털 영상 분석 절차에서 필수적으로 고려되어야 하며, 검출된 그림자의 정확도에 따라 그림자가 복원(shadow reconstruction, or shadow removal)된 영상이 다양하게 해석될 수 있어 그림자가 제거되어 복원된 이미지에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 방법 개발이 필요하다.Therefore, shadow detection must be considered essential in the digital image analysis procedure, and depending on the accuracy of the detected shadow, the image from which the shadow is reconstructed (or shadow removed) can be interpreted in various ways, so that the shadow is removed. It is necessary to develop a method to increase the reliability of the restored image.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멀티 스케일 감마 보정을 이용한 그림자 복원 방법을 제공하고자 한다. The present invention is to solve the above problems, and to provide a shadow restoration method using multi-scale gamma correction.

--

상기 와 같은 본 발명에 따르면, 각 컬러 채널별 감마값 보정이 진행되어, 그림자 영역에 대한 보정이 훨씬 정확하게 이루어진다.According to the present invention as described above, the correction of the gamma value for each color channel is performed, so that the correction of the shadow region is performed more accurately.

또한 그림자 영역의 감마값 보정 과정과, 경계 영역에 대한 보정이 2차적으로 이루어져, 그림자 영역에 대한 보정 이미지가 더욱 정교해지는 장점이 있다.In addition, since the gamma value correction process of the shadow region and the correction of the boundary region are secondary, there is an advantage in that the corrected image for the shadow region becomes more sophisticated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그림자 복원 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 그림자 복원 방법의 개념을 설명하기 위한 화소 좌표이다.
도 3은 도 1의 일 실시예에 따른 보정 대상 이미지의 밝기값을 비교하는 그래프이다.
도 4은 도 2의 그림자 복원 방법의 개념을 설명하기 위한 화소 좌표이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 실시예에 따른 그림자 영역 복원을 설명하기 위한 예시 도면들이다.
도 6은 도 1의 실시예에 따른 그림자 영역 복원의 과정을 나타내기 위한 도면들이다.
도 7은 도 1의 실시예에 따른 그림자 보정의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 실시예에 따른 그림자 보정의 결과를 설명하는 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a shadow restoration method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is pixel coordinates for explaining the concept of a shadow restoration method according to the embodiment of FIG. 1 of the present invention.
FIG. 3 is a graph comparing brightness values of images to be corrected according to the exemplary embodiment of FIG. 1 .
FIG. 4 is pixel coordinates for explaining the concept of the shadow restoration method of FIG. 2 .
5A and 5B are exemplary views for explaining shadow region restoration according to the embodiment of FIG. 1 .
6 is a diagram illustrating a process of restoring a shadow region according to the embodiment of FIG. 1 .
FIG. 7 is a view for explaining a process of shadow correction according to the embodiment of FIG. 1 .
8A and 8B are diagrams for explaining a result of shadow correction according to the embodiment of FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명은 본 발명의 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.

그림자 복원 방법How to restore shadows

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그림자 복원 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 그림자 복원 방법의 개념을 설명하기 위한 화소 좌표이다. 1 is a flowchart illustrating a shadow restoration method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is pixel coordinates for explaining the concept of a shadow restoration method according to the embodiment of FIG. 1 of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 그림자 복원 방법은 그림자 영역과 일반 영역을 포함하는 이미지를 입력 받는 단계, 상기 일반 영역의 감마값을 참고하여 상기 그림자 영역을 보정하는 단계, 상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계 영역을 보정하는 단계를 포함한다. 특히, 본 발명의 그림자 복원 방법은 그림자 영역만을 보정하는 것이 아니라, 그림자 영역과 일반 영역 사이에 있는 경계 영역을 추가적으로 보정함으로써, 더 정확한 그림자 영역의 보정이 가능하다.Referring to FIG. 1 , the shadow restoration method of the present invention includes the steps of receiving an image including a shadow region and a normal region, correcting the shadow region with reference to the gamma value of the normal region, the shadow region and the normal region calibrating the boundary region. In particular, the shadow restoration method of the present invention does not correct only the shadow region, but additionally corrects the boundary region between the shadow region and the normal region, thereby enabling more accurate correction of the shadow region.

도 2를 참조하면, 그림자 복원은 그림자 영역을 그림자가 아닌 영역으로 화소값을 변경하는 과정이 필요하다. 그림자 영역의 전체적인 화소들을 일반 영역으로 변경하여야 한다. 이는 영상의 밝기값을 조정하여 수행된다. 본 실시예에서 영상의 밝기 조정은 기본적으로 감마 보정으로 수행되며, 특히 멀티 스케일 감마 보정(Multi-Scale Gamma Correction, MSGC)을 기반으로 그림자를 복원한다. 계략적으로 그림자 영역의 픽셀 분포를 끌어 올려, 일반 영역의 픽셀 분포 비슷한 수준으로 보정한다. 이에 대한 구체적인 내용을 설명한다.Referring to FIG. 2 , shadow restoration requires a process of changing a pixel value from a shadow region to a non-shadow region. All pixels in the shadow area should be changed to a normal area. This is done by adjusting the brightness value of the image. In the present embodiment, brightness adjustment of an image is basically performed by gamma correction, and in particular, shadows are restored based on multi-scale gamma correction (MSGC). Structurally, the pixel distribution in the shadow area is raised to a level similar to the pixel distribution in the normal area. Specific details about this will be described.

보정 제1단계 : 그림자 영역 보정Correction Step 1 : Correcting the Shadow Area

도 3은 도 1의 일 실시예에 따른 보정 대상 이미지의 밝기값을 비교하는 그래프이다. 도 4은 도 2의 그림자 복원 방법의 개념을 설명하기 위한 화소 좌표이다. 도 5a 및 도 5b는 도 1의 실시예에 따른 그림자 영역 복원을 설명하기 위한 예시 도면들이다. 도 6은 도 1의 실시예에 따른 그림자 영역 복원의 과정을 나타내기 위한 도면들이다.FIG. 3 is a graph comparing brightness values of images to be corrected according to the exemplary embodiment of FIG. 1 . FIG. 4 is pixel coordinates for explaining the concept of the shadow restoration method of FIG. 2 . 5A and 5B are exemplary views for explaining shadow region restoration according to the embodiment of FIG. 1 . 6 is a diagram illustrating a process of restoring a shadow region according to the embodiment of FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 일반적으로 디지털 영상은 빛의 3요소인 적, 녹, 청 채널로 구성된 RGB 컬러 모델로 구성된다. 각 픽셀의 그룹을 적, 녹, 청의 컬러 채널별로 분류하여 컬러 채널에 따라 다른 보정을 실시한다.Referring to FIG. 3 , in general, a digital image is composed of an RGB color model composed of red, green, and blue channels, which are three elements of light. Each group of pixels is classified into red, green, and blue color channels, and different corrections are performed according to the color channels.

그림자 영역의 보정은 보정된 그림자 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포가 상기 일반 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포와 유사하도록 보정하는 것을 그 내용으로 한다.The content of the correction of the shadow region is to correct the distribution of gamma values for each color channel of the corrected shadow region to be similar to the distribution of gamma values for each color channel of the normal region.

도 3을 다시 참고하면, 일반 영역의 각 컬러 채널별 화소값은 서로 다른 분포를 가진다. 각 컬러 채널별 분포를 살펴보면, Red는 250, Green은 110, Blue는 90 수준이다. 적색 채널인 경우는 일반 영역이 250 수준이며, 그림자 영역은 165 수준이다. 따라서 이 차이는 약 85이며, 예상되는 감마값의 보정 비율은 1.515가 될 수 있다. 따라서 그림자 영역의 165 수준에서 감마값의 보정 비율 1.515를 적용하면 일반 영역의 250 수준으로 보정된다.Referring back to FIG. 3 , pixel values for each color channel in the general area have different distributions. Looking at the distribution for each color channel, Red is at 250, Green is at 110, and Blue is at level 90. In the case of the red channel, the normal area is at level 250, and the shadow area is at level 165. Therefore, this difference is about 85, and the expected correction ratio of the gamma value can be 1.515. Therefore, if a correction ratio of gamma value of 1.515 is applied at the 165 level in the shadow area, it is corrected to the 250 level in the normal area.

마찬가지로, 녹색 채널의 경우에는 일반영역이 110 수준이며, 그림자 영역은 20 수준이다. 따라서 이 차이는 약 90이며, 예상되는 감마값의 보정 비율은 약 5.5가 될 수 있다. 청색 채널의 경우에는 일반 영역이 90 수준이며, 그림자 영역은 20 수준이다. 이 차이는 약 70이며, 예상되는 감마값의 보정 비율은 4.5이 될 수 있다.Similarly, in the case of the green channel, the normal area is level 110 and the shadow area is level 20. Therefore, this difference is about 90, and the expected correction ratio of the gamma value can be about 5.5. In the case of the blue channel, the normal area is level 90, and the shadow area is level 20. This difference is about 70, and the expected correction ratio of the gamma value can be 4.5.

따라서, 각 컬러 채널에서 일반 영역과 그림자 영역의 차이가 같이 않으므로, 그림자 영역과 일반 영역의 수준으로 보정하는 것은 하나의 감마값의 보정으로 진행하는 경우 적합한 보정이 이루어질 수 없으며, 각 컬러 채널별로 보정을 위한 감마값 보정 비율을 적용한다.Therefore, since the difference between the normal area and the shadow area is not the same in each color channel, when correcting at the level of the shadow area and the normal area is performed by correcting one gamma value, proper correction cannot be made, and correction is performed for each color channel. Apply the gamma value correction ratio for

상기 보정된 그림자 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포에 대한 대표값이 상기 일반 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포에 대한 대표값과 같도록 채널별 감마값 보정 비율을 역산하여, 각 컬러 채널별로 감마값 보정 비율을 적용하여 상기 그림자 영역을 보정한다.The gamma correction ratio for each channel is inversely calculated so that the representative value of the distribution of gamma values for each color channel in the corrected shadow region is the same as the representative value for the distribution of gamma values for each color channel in the normal region, and the gamma correction ratio for each color channel is applied to correct the shadow area.

Figure 112020020264112-pat00001
Figure 112020020264112-pat00001

Figure 112020020264112-pat00002
Figure 112020020264112-pat00002

식 1에 채널별 감마값을 설정하면 식 2와 같으며, 여기서

Figure 112020020264112-pat00003
은 각각 적, 녹, 청 채널을 의미한다. 식 2에서
Figure 112020020264112-pat00004
는 감마값으로 각 채널별로
Figure 112020020264112-pat00005
,
Figure 112020020264112-pat00006
,
Figure 112020020264112-pat00007
을 각각 추정한다. 또한, 그림자 영역을
Figure 112020020264112-pat00008
, 그림자 영역이 복원된 영역이
Figure 112020020264112-pat00009
라고 정의하여, 그림자가 복원된 영상이
Figure 112020020264112-pat00010
라고 할 때 log를 취하면 식 3과 같이 각 채널별 감마값
Figure 112020020264112-pat00011
를 추정할 수 있다.If the gamma value for each channel is set in Equation 1, it is the same as Equation 2, where
Figure 112020020264112-pat00003
denotes red, green, and blue channels, respectively. in Equation 2
Figure 112020020264112-pat00004
is the gamma value for each channel.
Figure 112020020264112-pat00005
,
Figure 112020020264112-pat00006
,
Figure 112020020264112-pat00007
are estimated respectively. Also, the shadow area
Figure 112020020264112-pat00008
, the area where the shadow area is restored is
Figure 112020020264112-pat00009
By definition, the image in which the shadow is restored is
Figure 112020020264112-pat00010
If we take the log, gamma value for each channel as shown in Equation 3
Figure 112020020264112-pat00011
can be estimated.

Figure 112020020264112-pat00012
Figure 112020020264112-pat00012

다음으로 그림자 영역이 복원된 영역

Figure 112020020264112-pat00013
를 추정하는데, 식 4와 같다. 여기서,
Figure 112020020264112-pat00014
는 도 5a 및 도 5b의 그림자 영역 복원 전 영상에서 각 채널별로 분포된 화소값들에 대한 표준편차이다.Next, the area where the shadow area was restored
Figure 112020020264112-pat00013
To estimate , it is the same as Equation 4. here,
Figure 112020020264112-pat00014
is the standard deviation of pixel values distributed for each channel in the image before shadow region restoration of FIGS. 5A and 5B .

따라서 계산된 표준편차

Figure 112020020264112-pat00015
의 값들을 두배로 취하면 도 5a 및 도 5b의 그림자 복원 후와 같은 결과를 얻을 수 있으며, 이는 식 3의 감마값
Figure 112020020264112-pat00016
를 추정하기 위한 입력값인 그림자 영역이 복원된 영역
Figure 112020020264112-pat00017
를 획득할 수 있다. Therefore, the calculated standard deviation
Figure 112020020264112-pat00015
If the values of are doubled, the same result as after shadow restoration of FIGS. 5A and 5B can be obtained, which is the gamma value of Equation 3
Figure 112020020264112-pat00016
The area in which the shadow area, which is the input value for estimating
Figure 112020020264112-pat00017
can be obtained.

Figure 112020020264112-pat00018
Figure 112020020264112-pat00018

도 6을 참조하면, 원본 이미지(a)는 그림자 영역과 일반 영역이 표현되어 있다. 하나의 감마값으로 처리되는 경우(b)는 그림자 영역과 일반 영역의 경계(edge)를 중심으로 각 영역의 화소값들의 정보가 부자연스럽게 보정된다.Referring to FIG. 6 , in the original image (a), a shadow area and a normal area are expressed. In the case of processing as one gamma value (b), information on pixel values of each area is unnaturally corrected around the edge of the shadow area and the normal area.

여러 개의 채널을 통해 보정하는 경우(c)는 각 채널별 그림자 영역과 일반 영역의 화소의 수준들이 다르므로 각 컬러 채널별로 감마값 보정을 진행하는 경우 훨씬 자연스러운 보정이 이루어짐을 확인할 수 있다.In the case of correction through multiple channels (c), since the pixel levels of the shadow region and the normal region for each channel are different, it can be seen that a more natural correction is made when the gamma value correction is performed for each color channel.

보정 제2단계 : 경계 영역 보정Correction 2nd step: Boundary area correction

도 7은 도 1의 실시예에 따른 그림자 보정의 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 및 도 8b는 도 1의 실시예에 따른 그림자 보정의 결과를 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining a process of shadow correction according to the embodiment of FIG. 1 . 8A and 8B are diagrams for explaining a result of shadow correction according to the embodiment of FIG. 1 .

도 7을 참조하면, 상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계 영역을 보정하는 단계는, 상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계인 경계 영역(Bimage)을 정의하는 단계 및 상기 경계 영역을 주변의 이미지 픽셀을 참고하여 복원하는 단계를 포함한다. 이 과정을 상세히 설명하면, 그림자 영역을 보정하는 단계(S200)와 크게 경계 영역(Bimage)를 보정하는 단계로 구분된다.Referring to FIG. 7 , the step of correcting the boundary area between the shadow area and the normal area includes defining a boundary area (Bimage) that is a boundary between the shadow area and the normal area and setting the boundary area with reference to surrounding image pixels. including restoring. If this process is described in detail, it is divided into a step of correcting the shadow area (S200) and a step of largely correcting the boundary area (Bimage).

먼저 그림자 영역을 보정하는 과정을 살펴보면, 그림자 영역과 일반 영역이 포함된 영상 또는 이미지(RGB)가 제공된다(S100). 이후 그림자 영역과 일반 영역의 경계 에지 이미지(cMask)를 추출하고, 경계 에지 이미지(cMask) 상의 표준편차를 구한다. 이를 이용하여 멀티스케일 감마 보정값을 계산한다. 이를 이용하여 최종적으로 그림자 영역을 보정한다(S200).First, looking at the process of correcting the shadow region, an image or image (RGB) including the shadow region and the normal region is provided ( S100 ). Then, the boundary edge image (cMask) of the shadow region and the normal region is extracted, and the standard deviation on the boundary edge image (cMask) is obtained. Using this, a multiscale gamma correction value is calculated. Using this, the shadow area is finally corrected (S200).

여기서 경계 에지(cMask)는 Crossed edge Mask를 의미하며, 사용자 기반으로 이미지를 입력 받을 수 있다.Here, the boundary edge (cMask) means a crossed edge mask, and an image may be input based on a user.

이제 영역을 보정하는 과정을 살펴보면, 그림자 영역 이미지(sMask)를 형성한 후, 그림자 영역의 경계 영역(Bimage)을 추출한다. 이를 이용하여 그림자 영역이 보정된 이미지를 바탕으로 경계 영역(Bimage)을 보정한다(S300). 이를 통하여 최종적으로 그림자가 복원된 영상(RGB')를 구할 수 있다.Now, looking at the process of correcting the area, after forming the shadow area image (sMask), the boundary area (Bimage) of the shadow area is extracted. Using this, the boundary area Bimage is corrected based on the image in which the shadow area is corrected (S300). Through this, the image (RGB') in which the shadow is finally restored can be obtained.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 각 단계별 이미지의 변화 단계를 설명할 수 있다. 각각의 이미지는 왼쪽에서 오른쪽으로 가는 과정으로 그림자를 보정하는 과정이 진행된다.Referring to FIGS. 8A and 8B , the image change step for each step may be described. Each image goes from left to right to correct the shadows.

도 8a를 참조하면, 첫번째 단계는 그림자가 포함된 원본 영상(RGB)을 나타내는 이미지이다. 이를 이용하여 그림자 영역을 정의하는 그림자 영역 이미지(sMask)를 추출할 수 있다. 그림자 영역 이미지(sMask)를 이용하여 경계 영역 이미지(Bimage)를 추출한다. 이를 통해 그림자 영역과 일반 영역 간의 경계영역을 구분할 수 있다.Referring to FIG. 8A , the first step is an image representing an original image (RGB) including a shadow. Using this, a shadow area image (sMask) defining a shadow area can be extracted. The boundary area image (Bimage) is extracted using the shadow area image (sMask). Through this, the boundary area between the shadow area and the normal area can be distinguished.

도 8b를 참조하면, 경계 에지 이미지(cMask)는 그림자 영역과 일반 영역간의 경계 에지에 관한 정보를 취득할 수 있다. 이후, 멀티 채널 감마 보정(MSGC) 영상 또는 이미지는 그림자 영역이 보정된 상태의 이미지를 확인할 수 있다. 경계 영역에는 부자연스러운 이미지 경계가 나타나는 것을 알 수 있다. 경계 영역 이미지(Bimage)를 이용하여 이러한 멀티 채널 감마 보정(MSGC) 영상 또는 이미지를 보정한다. 이후 최종적으로 그림자가 완벽히 보정된 영상 또는 이미지(RGB')를 구현할 수 있다.Referring to FIG. 8B , the boundary edge image cMask may acquire information about the boundary edge between the shadow area and the normal area. Thereafter, the multi-channel gamma correction (MSGC) image or image may identify an image in which the shadow region is corrected. It can be seen that an unnatural image boundary appears in the boundary region. This multi-channel gamma correction (MSGC) image or image is corrected using the boundary region image (Bimage). Afterwards, it is possible to finally implement an image or image (RGB') in which the shadow is completely corrected.

사용자 기반 인터페이스user-based interface

하나의 이미지 안에는 복수개의 그림자 영역이 존재할 수 있다. 이를 전체적으로 보정하는 것 보다는 사용자들이 보정할 그림자를 선택하여 지정할 수 있도록 하는 경우 보다 원하는 이미지를 보정하는 방법을 제공할 수 있다.A plurality of shadow regions may exist in one image. Rather than correcting it as a whole, if users can select and specify a shadow to be corrected, a more desired method of correcting the image can be provided.

따라서 이 경우에는 이미 언급한 그림자 보정 방법에 추가하여, 보정하고자 하는 그림자 영역을 입력 받는 단계를 추가하여, 이를 구현할 수 있다. Therefore, in this case, in addition to the previously mentioned shadow correction method, a step of receiving an input of a shadow region to be corrected may be added to implement this.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited by the above embodiments and the accompanying drawings. For those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, it will be apparent that the components according to the present invention can be substituted, modified and changed without departing from the technical spirit of the present invention.

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Claims (5)

그림자 영역과 일반 영역을 포함하는 이미지를 입력 받는 단계;
상기 일반 영역의 감마값을 참고하여 상기 그림자 영역을 보정하는 단계;
상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계영역을 보정하는 단계;
를 포함하는 그림자 복원 방법.
receiving an image including a shadow area and a normal area;
correcting the shadow region with reference to the gamma value of the normal region;
correcting a boundary area between the shadow area and the normal area;
A shadow restoration method that includes.
제1항에 있어서,
상기 그림자 영역을 보정하는 단계는 보정된 그림자 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포가 상기 일반 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포와 유사하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 그림자 복원 방법.
According to claim 1,
The correction of the shadow region comprises correcting a distribution of gamma values for each color channel of the corrected shadow region to be similar to a distribution of gamma values for each color channel of the normal region.
제2항에 있어서,
상기 그림자 영역을 보정하는 단계는,
상기 보정된 그림자 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포에 대한 대표값이 상기 일반 영역의 컬러 채널별 감마값의 분포에 대한 대표값과 같도록 채널별 감마값 보정 비율을 역산하여, 각 컬러 채널별로 감마값 보정 비율을 적용하여 상기 그림자 영역을 보정하는 것을 특징으로 하는 그림자 복원 방법.
3. The method of claim 2,
The step of correcting the shadow area is
The gamma value correction ratio for each channel is inversely calculated so that the representative value of the distribution of gamma values for each color channel in the corrected shadow region is the same as the representative value for the distribution of gamma values for each color channel in the normal region. A shadow restoration method, characterized in that correcting the shadow area by applying .
제1항에 있어서,
상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계 영역을 보정하는 단계는,
상기 그림자 영역과 일반 영역의 경계인 경계 영역을 정의하는 단계; 및
상기 경계 영역을 주변의 이미지 픽셀을 참고하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그림자 복원 방법.
According to claim 1,
The step of correcting the boundary area between the shadow area and the normal area includes:
defining a boundary region that is a boundary between the shadow region and the normal region; and
and restoring the boundary region with reference to surrounding image pixels.
일반 영역과 복수개의 그림자 영역을 포함하는 이미지를 입력 받는 단계;
상기 복수개의 그림자 영역 중 보정하고자 하는 그림자 영역을 입력 받는 단계;
상기 일반 영역의 감마값을 참고하여 상기 선택된 그림자 영역을 보정하는 단계;
상기 선택된 그림자 영역과 일반 영역의 경계영역을 보정하는 단계;
를 포함하는 그림자 복원 방법.
receiving an image including a normal area and a plurality of shadow areas;
receiving an input of a shadow region to be corrected among the plurality of shadow regions;
correcting the selected shadow region with reference to the gamma value of the normal region;
correcting a boundary area between the selected shadow area and the normal area;
A shadow restoration method that includes.
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