KR102453392B1 - Method and Apparatus for Video Denoising Considering Moving Object - Google Patents
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Abstract
이동체를 고려한 영상 잡음 제거 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
영상의 프레임 간 카메라 움직임을 판별하고, 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하며, 이동체가 존재하는 영역에서 배경 모션 및 이동체 모션 각각에 대한 플로우 프로파일을 기준 프레임과 비교하여 영상 잡음을 제거하는 이동체를 고려한 영상 잡음 제거 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.Disclosed are a method for removing image noise considering a moving object and an apparatus therefor.
Image noise is reduced by determining the camera movement between frames of the image, estimating the background motion and moving object motion based on the camera movement, and comparing the flow profile for each background motion and moving object motion in the area where the moving object is present with the reference frame. It relates to a method for removing image noise in consideration of a moving object to be removed, and an apparatus therefor.
Description
본 발명의 실시예는 이동체를 고려한 영상 잡음 제거 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a method for removing image noise in consideration of a moving object and an apparatus therefor.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the embodiments of the present invention and does not constitute the prior art.
일반적으로 영상 잡음 제거 기술은 공간 영역에서 영상 잡음을 제거하는 방식 및 시간 영역에서 영상 잡음을 제거하는 방식으로 구분될 수 있다. In general, image noise removal techniques may be divided into a method of removing image noise in a spatial domain and a method of removing image noise in a time domain.
공간 영역에서 영상의 잡음을 제거하는 기술은 공간 영역에 대한 필터링을 수행하는 방법이 주로 사용된다. 공간 영역에서 필터링을 수행하는 방법에는 영상 잡음의 패턴을 고려하여 잡음을 제거하는 방법(한국공개특허 제10-2015-014259호), 센서 노이즈 특성을 고려하여 잡음을 제거하는 방법(한국공개특허 제10-2007-0061309호) 등이 있다. As a technique for removing noise from an image in a spatial domain, a method of performing filtering in the spatial domain is mainly used. Methods for performing filtering in the spatial domain include a method of removing noise in consideration of a pattern of image noise (Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-014259) and a method of removing noise in consideration of sensor noise characteristics (Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2007-0061309) and the like.
또한, 시간 영역에서 영상의 잡음을 제거하는 기술은 기준 영상을 설정하고, 기준 영상과 주변 영상을 이용하여 판단된 화면의 변화 정도에 따라 필터링 강도를 조정하여 영상 잡음을 제거하는 방법(한국공개특허 제10-2004-0024888)이 주로 사용된다. In addition, the technique of removing noise from an image in the time domain is a method of removing image noise by setting a reference image and adjusting the filtering intensity according to the degree of screen change determined using the reference image and the surrounding images (Korean Patent Laid-Open Patent Publication) 10-2004-0024888) is mainly used.
하지만, 전술한 방법들은 카메라의 움직임이나 이동체의 모션을 고려하지 않고 배경 화소의 변화만을 이용하여 영상 잡음을 제거하는 방식이기 때문에 필터링 강도를 조절하더라도 왜곡이 생성된다. 따라서, 카메라의 움직임 또는 이동체의 모션을 고려하여 정확하게 영상 잡음을 제거하기 위한 방법이 필요하다. However, since the above-described methods remove image noise by using only a change in background pixels without considering the motion of the camera or the moving object, distortion is generated even when the filtering intensity is adjusted. Therefore, there is a need for a method for accurately removing image noise in consideration of the motion of the camera or the motion of the moving object.
본 발명의 실시예는 영상의 프레임 간 카메라 움직임을 판별하고, 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하며, 이동체가 존재하는 영역에서 배경 모션 및 이동체 모션 각각에 대한 플로우 프로파일을 기준 프레임과 비교하여 영상 잡음을 제거하는 이동체를 고려한 영상 잡음 제거 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.An embodiment of the present invention determines the camera movement between frames of an image, estimates the background motion and the moving object motion based on the camera movement, and uses the flow profile for each of the background motion and the moving object motion in an area where the moving object exists as a reference frame. A main object of the present invention is to provide a method for removing image noise in consideration of a moving object that removes image noise as compared to the present invention, and an apparatus for the same.
본 발명의 실시예의 일 측면에 의하면, 이동체를 고려하여 영상 잡음을 제거하는 장치에 있어서, 입력 영상의 장면 전환정보를 추출하고, 상기 장면 전환정보에 근거하여 동일 장면별로 영상을 분할하여 분할 영상을 생성하는 입력 영상 처리부; 상기 분할 영상에서 카메라의 움직임을 확인하고, 상기 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하는 모션 추정부; 및 상기 배경 모션 및 상기 이동체 모션에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 이용하여 이동체가 존재하는 영역의 영상 잡음을 제거하는 영상 잡음 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치를 제공한다.According to an aspect of an embodiment of the present invention, in an apparatus for removing image noise in consideration of a moving object, scene change information of an input image is extracted, and the divided image is divided by the same scene based on the scene change information. an input image processing unit to generate; a motion estimator for checking a motion of a camera in the divided image and estimating a background motion and a moving object motion based on the motion of the camera; and an image noise removing unit that removes image noise in a region where a moving object exists by using a flow profile for the background motion and the moving object motion.
또한, 본 발명의 실시예의 다른 측면에 의하면, 이동체를 고려하여 영상 잡음을 제거하는 방법에 있어서, 입력 영상의 장면 전환정보를 추출하고, 상기 장면 전환정보에 근거하여 동일 장면별로 영상을 분할하여 분할 영상을 생성하는 입력 영상 처리과정; 상기 분할 영상에서 카메라의 움직임을 확인하고, 상기 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하는 모션 추정과정; 및 상기 배경 모션 및 상기 이동체 모션에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 이용하여 이동체가 존재하는 영역의 영상 잡음을 제거하는 영상 잡음 제거과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거방법을 제공한다.Further, according to another aspect of the embodiment of the present invention, in a method of removing image noise in consideration of a moving object, scene change information of an input image is extracted, and the image is divided and divided for the same scene based on the scene change information an input image processing process for generating an image; a motion estimation process of confirming a motion of a camera in the divided image and estimating a background motion and a moving object motion based on the motion of the camera; and an image noise removal process of removing image noise in an area in which a moving object exists by using a flow profile for the background motion and the moving object motion.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 카메라 센서의 움직임, 영상 잡음의 패턴에 관계없이 고품질의 영상 잡음 제거 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a high-quality image noise removal result regardless of the movement of the camera sensor or the pattern of image noise.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 이동체 영역에 대한 부분적인 영상 정보를 이용하여 영상 잡음을 제거함에 따라 영상 잡음을 제거하는 시간을 단축시킬 수 있고, 스트리밍 환경에 적용 가능한 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, as the image noise is removed using partial image information on the moving object region, the time for removing the image noise can be shortened, and there is an effect applicable to a streaming environment.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 영상 잡음 제거 기술을 스트리밍 환경에 적용 가능함에 따라, IPTV, 실시간 스트리밍 컨텐츠, 지능형 영상 시스템의 실시간 모니터링 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, since the image noise removal technology can be applied to a streaming environment, there is an effect that can be applied to various fields such as IPTV, real-time streaming content, and real-time monitoring of an intelligent image system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음을 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치에서 배경 및 이동체의 모션을 추정하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치에서 영상을 정합하고, 영상 잡음을 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 1 is a block diagram schematically showing an image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for removing image noise according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram for explaining an operation of removing image noise according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram for explaining an operation of estimating motions of a background and a moving object in the image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for explaining an operation of matching an image and removing image noise in the image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing an image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치(100)는 입력 영상 처리부(110), 모션 추정부(120) 및 영상 잡음 제거부(130)를 포함한다. The image
입력 영상 처리부(110)는 입력 영상을 획득하고, 입력 영상의 장면 전환 여부를 판단하여 동일 공간에 대한 세그먼트(Segment)로 입력 영상을 분할한다. 여기서, 입력 영상은 카메라를 통해 촬영된 비디오 영상으로서, 복수의 공간영역을 촬영한 영상일 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 처리부(110)는 PTZ(Pan-Tilt-Zoom) 카메라를 이용하여 복수의 기 설정된 영역을 촬영한 영상을 입력 영상으로 획득할 수 있다. The input
입력 영상 처리부(110)는 입력 영상에 대한 장면 전환정보를 추출하고, 장면 전환정보를 이용하여 연속성 있는 공간에서 촬영된 영상으로 분할 처리한다. 입력 영상 처리부(110)는 동일한 공간을 기준으로 분할 처리된 영상을 분할 영상으로 기재하며, 본 실시예에서는 분할 영상 내에 포함된 프레임을 이용하여 잡음 제거를 수행한다. The input
입력 영상은 공간 변화 즉, 장면 변화가 없는 경우 하나의 분할 영상으로 구현될 수 있으며, 공간 변화가 존재하는 경우 복수의 분할 영상으로 구현될 수 있다. The input image may be implemented as one split image when there is no spatial change, that is, no scene change, and may be implemented as a plurality of split images when there is a spatial change.
입력 영상 처리부(110)는 장면 전환정보를 이용하여 입력 영상의 장면 변화를 판단하며, 구체적으로 색상 히스토그램, 특징점 대응 정확도 등을 포함하는 장면 전환정보를 기초로 급격한 변화를 보이는 프레임을 장면이 전환된 프레임으로 선정하여 장면 전환 여부를 판단할 수 있다. The input
한편, 입력 영상 처리부(110)는 입력 영상의 메타데이터(Metadata) 정보에 포함된 장면 전환정보를 기반으로 장면 변화 여부를 판단할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기준 프레임 대비 SAD(Sum of Absolute Difference) 에러가 임계치 이상인 프레임을 선정하여 장면 전환 여부를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 입력 영상이 A 영역 및 B 영역을 촬영한 100 개의 프레임으로 구성된 영상인 것으로 가정하면, 입력 영상 처리부(110)는 장면 전환정보를 기반으로 B 영역을 촬영하기 시작한 50 번째 프레임을 추출하며, 1 번째 프레임 내지 49 번째 프레임을 제1 분할 영상, 50 번째 프레임 내지 100 번째 프레임을 제2 분할 영상으로 구분할 수 있다. Meanwhile, the input
모션 추정부(120)는 분할 영상에서 배경 모션 및 이동체 모션을 추정한다. 모션 추정부(120)는 분할 영상에서의 카메라의 움직임 여부를 판별하고, 카메라의 움직임 여부에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정한다. 모션 추정부(120)는 카메라 움직임 판별부(122), 배경 모션 추정부(124) 및 이동체 모션 추정부(126)를 포함한다. The
카메라 움직임 판별부(122)는 분할 영상 내에서 카메라의 움직임이 존재하는지 여부를 판별한다. 카메라 움직임의 판별 결과에 근거하여 배경 모션 추정부(124) 및 이동체 모션 추정부(126)에서 모션을 추정하는 방식은 변경될 수 있다. The camera
카메라 움직임 판별부(122)는 픽셀의 밝기를 이용하여 분할 영상 내 프레임 간 카메라의 움직임을 판별한다. 예를 들어, 카메라 움직임 판별부(122)는 프레임 간의 차영상을 기준으로 전체 픽셀 개수에서 기 정의된 밝기 차이를 보이는 픽셀 또는 밝기 차이가 없는 픽셀의 비율을 계산하고, 해당 비율이 기 설정된 임계치 이하일 경우 카메라가 정지상태인 것으로 판단한다. 한편, 카메라 움직임 판별부(122)는 해당 비율이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 카메라의 이동이 있는 것으로 판단한다. The camera
한편, 카메라 움직임 판별부(122)는 각 프레임의 특징점을 검출하고, 프레임 간의 특징점 대응 관계를 이용하여 분할 영상 내 프레임 간 카메라의 움직임을 판별할 수 있다. 예를 들어, 카메라 움직임 판별부(122)는 전체 특징점 대응 관계의 수에서 일정 임계치 이하의 움직임을 보이는 특징점 대응 이동량의 비율을 계산하고, 특징점 대응 이동량의 비율이 일정 임계치 이하일 경우 카메라가 정지 상태인 것으로 판단한다. 한편, 카메라 움직임 판별부(122)는 특징점 대응 이동량의 비율이 일정 임계치를 초과하는 경우 카메라의 이동이 있는 것으로 판단한다. Meanwhile, the camera
카메라 움직임 판별부(122)는 카메라의 움직임이 없거나 적은 경우 배경 모션 추정부(124) 및 이동체 모션 추정부(126)의 모션 추정 동작을 간소화할 수 있다. 즉, 카메라 움직임 판별부(122)는 프레임 간의 카메라가 정지 상태인 것으로 판별되면, 배경 모션 추정부(124) 및 이동체 모션 추정부(126)에서 특징점 대응 결과를 이동체 모션으로 추정하고, 프레임 간의 동일 영역은 배경 모션인 것으로 처리할 수 있다. 카메라 움직임 판별부(122)는 프레임 간의 카메라가 정지 상태이면, 배경 모션 추정부(124)에서 그리드 기반의 배경 모션을 별도로 추정할 필요가 없다.The camera
배경 모션 추정부(124)는 분할 영상 내의 프레임 간 정적 배경에 대한 배경 모션을 추정한다. 배경 모션 추정부(124)는 카메라 움직임 판별부(122)의 카메라 움직임 판단 결과에 근거하여 배경 모션을 추정할 수 있다. The background
분할 영상 내의 프레임 간 카메라 움직임이 없는 정지상태인 경우, 배경 모션 추정부(124)는 움직임이 없는 부분 즉, 밝기 차이가 없는 픽셀 영역, 움직임이 없는 특징점 부분 등을 배경 모션으로 추정한다. 카메라 움직임이 없는 정지상태인 경우, 이동체 모션 추정부(126)에서는 움직임이 있는 부분 즉, 밝기 차이가 임계치 이상인 픽셀 영역, 움직임이 있는 특징점 부분 등을 이동체 모션으로 추정할 수 있다. When there is no camera movement between frames in the divided image, the
한편, 분할 영상 내의 프레임 간 카메라 움직임이 있는 경우, 다음과 같은 방법으로 배경 모션을 추정한다. On the other hand, when there is camera movement between frames in the divided image, the background motion is estimated in the following way.
배경 모션 추정부(124)는 분할 영상 내의 프레임을 그리드로 나누고, 그리드별 모션을 취합하여 프레임 전체의 모션을 추정하는 방식으로 배경 모션을 추정한다. 예를 들어, 배경 모션 추정부(124)는 분할 영상을 기 정의된 그리드로 분할하고, 특징점 대응 관계(F)를 이용하여 분할된 각 그리드에 대한 호모그래피(Homography)를 회귀분석(Regression) 처리하여 배경 모션을 추정한다. 여기서, 특징점 대응 관계(F)는 SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 방식을 이용하여 특징점을 추출하고, RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 방식으로 분석하여 배경 모션을 추정할 수 있다. RANSAC 방식을 사용하는 경우, 배경 모션 추정부(124)는 재투영 에러(Reprojection Error)가 임계치 이상인 특징점 대응 관계 즉, 이동체로부터 발생되는 특징점 대응 관계를 제거하여 배경 모션을 추정한다. The background
배경 모션 추정부(124)는 SIFT 방식을 이용하여 특징점을 추출하고, RANSAC 방식으로 분석하여 배경 모션을 추정하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그리드 기반으로 배경 모션을 추정할 수 있다면 다양한 방법을 적용할 수 있다. 배경 모션 추정부(124)는 프레임 간 특징점 매칭 후 그리드 기반으로 평균 모션을 선택하는 방법을 사용하거나, 그리드 기반으로 모션을 전파하고 소정의 공간적 필터링을 적용하여 배경에 대한 모션을 추정할 수 있다. 예를 들어, 배경 모션 추정부(124)는 영상을 기 정의된 그리드로 분할 후 특징점 대응관계를 각 그리드의 꼭지점(Vertex)로 전파하고 각 꼭지점(Vertex)와 영상 공간에 대하여 이차원 필터링을 수행함으로써 이동체를 제거한 배경 모션을 추정할 수 있다. Preferably, the background
이동체 모션 추정부(126)는 배경 모션을 추정한 후 분할 영상 내에 포함된 프레임에 대한 이동체 모션을 추정한다. 구체적으로, 이동체 모션 추정부(126)는 특징점 대응 관계를 기초로 생성된 특징점 대응정보(F)와 배경 모션(B)의 차이를 이용하여 이동체의 모션(M)을 추정한다. 여기서, 이동체 모션 추정부(126)는 배경 모션을 추정하는 방식과 동일한 그리드 방식으로 이동체 모션을 추정할 수 있다. 이동체 모션 추정부(126)는 [수학식 1]을 이용하여 이동체 모션을 추정할 수 있다. After estimating the background motion, the moving object
이동체 모션 추정부(126)는 특징점 대응과 배경 모션의 차이를 주변으로 전파하거나 특정 위치에서 특징점 대응과 배경 모션의 차이의 평균치를 이용하여 이동체 모션을 추정할 수 있다. 예를 들어, 이동체 모션 추정부(126)는 그리드 기반의 이동체 모션을 추정하기 위하여 그리드의 주변 꼭지점으로 특징점 대응과 배경 모션의 차이를 전파시켜 2D 필터링을 수행하거나, 그리드의 꼭지점 주변의 모션 평균값을 산출하여 이동체 모션을 추정할 수 있다. 여기서, 이동체 모션 추정부(126)는 특징점 대응과 배경 모션의 차이에 패널티 함수(Penalty Function)을 적용하여 미세한 차이는 억제하고 큰 차이를 부각시켜 이동체 모션을 추정할 수 있다. The moving body
이동체 모션 추정부(126)는 이동체 모션 중 기 설정된 임계치 이상의 이동체 모션을 추출하며, 해당 이동체 모션을 포함하는 그리드를 이동체 영역으로 설정할 수 있다. The moving
영상 잡음 제거부(130)는 추정된 배경 모션 및 이동체 모션을 기반으로 영상의 잡음을 제거하는 동작을 수행한다. 영상 잡음 제거부(130)는 영상 정합부(132), 프로파일 추정부(134) 및 필터링부(136)를 포함한다. The image
영상 정합부(132)는 분할 영상 내에서 복수의 프레임을 포함하는 윈도우를 설정하고, 윈도우에 포함된 복수의 프레임의 배경 모션을 기반으로 기준 프레임을 정합한다. 구체적으로, 영상 정합부(132)는 분할 영상에서 슬라이딩 윈도우 방식으로 기준 프레임(Reference Frame)을 설정하고, 기 추정된 배경 모션을 이용하여 윈도우 내에 포함된 복수의 프레임을 기준 프레임의 좌표(Coordinate)로 정렬(정합)한다. The
영상 정합부(132)는 기준 프레임(t)을 기준으로 n 개의 이전 프레임(t-1, t-2, ..., t-n) 및 n 개의 이후 프레임(t+1, t+2, ..., t+n)의 배경 모션을 이용하여 기준 프레임(t)으로 정합한다. 여기서, 정합은 갈릴레이 변환(Galilean Transformations)을 기반으로 처리되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 영상 정합부(132)는 n 개의 이후 프레임의 경우에는 배경 모션을 역변환 처리하여 기준 프레임(t)에 정합하는 것이 바람직하고, 특정 위치까지의 배경 모션은 프레임 간 모션을 합산하여 산출될 수 있다. The
영상 정합부(132)는 이동체 모션에 대한 영역을 정확히 구분할 수 없으므로, 프레임 간의 배경 모션만을 이용하여 기준 프레임의 영상 정합을 처리한다. Since the
프로파일 추정부(134)는 윈도우 내에 포함된 프레임에서 이동체 모션에 대한 이동체 영역을 구분하고, 이동체 영역에서는 이동체와 배경이 혼재되어 있으므로 이동체 모션 및 배경 모션에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 각각 추정한다. 여기서, 플로우 프로파일은 윈도우 내 프레임들에서 특정 픽셀 위치의 시간에 따른 밝기값들을 수집한 정보를 의미한다. The
프로파일 추정부(134)는 이동체 영역에서 이동체 및 배경에 대한 플로우 프로파일을 모두 추정함에 따라 필터링부(136)에서 이동체 모션 및 배경 모션에 대한 플로우 프로파일을 동시에 고려하여 영상 잡음 제거를 수행할 수 있다. 한편, 프로파일 추정부(134)는 기준 프레임에서 배경 모션만 존재하는 영역에 대해서는 배경 모션에 대한 플로우 프로파일만을 추정한다. As the
프로파일 추정부(134)는 이동체 또는 배경에 대한 플로우 프로파일 내의 노이즈를 제거할 수 있다. 구체적으로, 프로파일 추정부(134)는 플로우 프로파일 내에 포함된 색상, 밝기 등에 대한 값의 분포를 정규분포로 가정하고, 소정의 표준편차 계수를 벗어나는 이상치(Outlier)를 제거하고, 제거된 값을 제외한 나머지 값들의 평균 및 분산을 추정하여 플로우 프로파일을 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로파일 추정부(134)는 플로우 프로파일 내에 포함된 값의 분포를 가우시안(Gaussian) 분포로 가정하고, 소정의 시그마계수(예: 3 시그마)를 벗어나는 값은 제거하고, 나머지 값들의 평균 및 분산을 추정하여 플로우 프로파일을 생성한다. The
프로파일 추정부(134)는 이동체 및 배경에 대한 플로우 프로파일 각각에 대해 정규분포로 가정하여 플로우 프로파일 내 노이즈를 제거할 수 있다. The
필터링부(136)는 이동체 또는 배경에 대한 플로우 프로파일을 필터링 처리하고, 필터링 처리를 통해 영상 잡음을 제거한다. The
필터링부(136)는 배경 영역에 대한 배경 플로우 프로파일만을 이용하여 영상 잡음을 제거하는 경우, 배경에 해당하는 각 픽셀이 물리적인 위치가 모두 같은 것으로 가정하기 때문에 배경 플로우 프로파일에 필터링(1d 필터링)을 적용하여 영상 잡음을 제거할 수 있다. When image noise is removed using only the background flow profile for the background region, the
한편, 배경 영역 및 이동체 영역이 혼재되어 있는 경우, 필터링부(136)는 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 각각을 기준 프레임과 비교하여 유사도를 산출하고, 유사도가 높은 플로우 프로파일을 필터링(1d 필터링)하여 영상 잡음을 제거한다. On the other hand, when the background area and the moving object area are mixed, the
종래에는 기준 프레임에서 배경 모션만을 이용하여 잡음을 제거하였으며, 이동체 영역이 작으면 색상, 밝기 등의 변화가 크지 않아 문제가 되지 않지만, 이동체가 크거나 빠르게 움직이는 경우에는 정확한 잡음제거가 불가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 필터링부(136)는 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 각각을 기준 프레임과 비교하여 유사도에 따라 효율적으로 영상 잡음 제거를 수행할 수 있다. Conventionally, noise is removed by using only background motion in a reference frame, and when the moving object area is small, there is not much change in color, brightness, etc., so it is not a problem. However, when the moving object is large or moving quickly, accurate noise removal is impossible. Accordingly, the
본 실시예에 따른 필터링부(136)는 배경 플로우 프로파일과 이동체 플로우 프로파일 각각의 평균값과 기준 프레임의 픽셀값을 비교하여 차이가 작은 즉, 유사도가 높은 플로우 프로파일을 선택하고, 선택한 플로우 프로파일을 필터링하여 영상 잡음을 제거한다. 여기서, 필터링은 가우시안 필터(Gaussian Filter), Bilateral 필터, Median 필터 등을 적용할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 영상의 블러링(blurring) 또는 smoothing에 사용될 수 있는 필터라면 다양한 형태의 필터로 변경 적용 가능하다. The
필터링부(136)는 이동체 영역에서 [수학식 2]를 이용하여 배경 플로우 프로파일과 기준 프레임의 픽셀 간의 배경 유사도를 산출하고, [수학식 3]을 이용하여 이동체 플로우 프로파일과 기준 프레임의 픽셀 간의 이동체 유사도를 산출한다. The
(SB: 배경 유사도, SM: 이동체 유사도, x: 픽셀 위치, W: 윈도우 사이즈, : 기준 프레임 인덱스, t: 분할 영상 인덱스(-W ≤ t ≤ +W), PB: 배경 플로우 프로파일, PM: 이동체 플로우 프로파일, PB E: Edge 영상에서 배경의 edgeness 프로파일 및 PM E: Edge 영상에서 이동체의 edgeness 프로파일)(S B : background similarity, S M : moving object similarity, x: pixel position, W: window size, : reference frame index, t: segmented image index ( -W ≤ t ≤ +W), P B : background flow profile, P M : moving object flow profile, P B E : background edgeness profile in edge image, and P M E : moving object edgeness profile in edge image)
필터링부(136)는 [수학식 2] 및 [수학식 3]를 이용하여 배경 유사도 및 이동체 유사도를 산출하고, 두 개의 유사도 중 높은 유사도를 갖는 플로우 프로파일을 선택한다. 필터링부(136)는 선택된 플로우 프로파일에 필터링(1d 필터링)을 적용하여 영상 잡음을 제거한 영상 잡음 제거 결과를 생성한다. 여기서, 필터링부(136)는 선택된 플로우 프로파일에 필터링을 적용하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필터링을 대신하여 플로우 프로파일 내의 값들의 평균값을 적용하여 영상 잡음을 제거할 수도 있다. 여기서, 필터링부(136)는 기준 프레임과 시간적인 거리가 멀수록, 색상이 다를수록, Edgeness 차이가 많이 날수록 유사도가 작은 것으로 판단하며, 기준 프레임과 시간적인 거리가 가까울수록, 색상이 유사할수록, Edgeness 차이가 적게 날수록 유사도가 높은 것으로 판단한다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거방법을 설명하기 위한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for removing image noise according to an embodiment of the present invention.
영상 잡음 제거장치(100)는 카메라를 이용하여 촬영된 입력 영상을 획득한다(S210). 여기서, 입력 영상은 카메라를 통해 촬영된 비디오 영상으로서, 복수의 공간영역을 촬영한 영상일 수 있다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 입력 영상에 대한 장면 전환정보를 추출하고(S212), 장면 전환정보를 이용하여 동일한 공간영역별로 입력 영상을 분할하여 분할 영상을 생성한다(S220). 여기서, 장면 전환정보는 색상 히스토그램, 특징점 대응 정확도 등을 포함하며, 영상 잡음 제거장치(100)는 장면 전환정보를 기초로 급격한 변화를 보이는 프레임을 장면이 전환된 프레임으로 선정하여 분할 영상을 생성한다.The image
영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상 내 프레임 간 카메라의 움직임을 판별한다(S230). 영상 잡음 제거장치(100)는 각 프레임의 특징점을 검출하고, 프레임 간의 특징점 대응 관계를 이용하여 분할 영상 내 프레임 간 카메라의 움직임을 판별하거나, 프레임 간의 차영상을 기준으로 전체 픽셀 개수에서 기 정의된 밝기 차이를 보이는 픽셀 또는 밝기 차이가 없는 픽셀의 비율을 계산하여 카메라의 움직임을 판별할 수 있다. The image
단계 S230에서 카메라의 움직임이 없는 경우, 영상 잡음 제거장치(100)는 프레임 간 배경의 움직임에 대한 메쉬 플로우(Mesh Flow)를 초기화하여 배경 모션을 추정하고(S232), 움직임이 있는 나머지 영역을 이동체 모션으로 추정한다(S250). 여기서, 배경의 움직임에 대한 메쉬 플로우는 움직임이 없는 하여 움직임이 없는 부분 즉, 밝기 차이가 없는 픽셀 영역, 움직임이 없는 특징점 부분 등에 대한 그리드 형태의 이차원 벡터의 집합을 의미한다. When there is no movement of the camera in step S230, the image
한편, 단계 S230에서 카메라의 움직임이 존재하는 경우, 영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상 내의 프레임을 그리드로 나누고, 그리드별 모션을 취합하여 프레임 전체의 모션을 추정하는 방식으로 배경 모션을 추정하고(S240), 특징점 대응 관계를 기초로 생성된 특징점 대응정보와 배경 모션의 차이를 이용하여 이동체의 모션을 추정한다(S250).On the other hand, if there is camera movement in step S230, the image
영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상 내에 포함된 복수의 프레임에 대해 시간순으로 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하는 동작을 수행하고, 분할 영상 내 모든 프레임의 모션 추정이 완료되면(S252), 분할 영상에서 윈도우 슬라이딩 처리를 위한 소정의 윈도우를 설정한다(S260). The image
영상 잡음 제거장치(100)는 배경 모션을 기반으로 기준 프레임을 정합한다(S270). 구체적으로, 영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상에서 슬라이딩 윈도우 방식으로 기준 프레임(Reference Frame)을 설정하고, 기 추정된 배경 모션을 이용하여 윈도우 내에 포함된 복수의 프레임을 기준 프레임의 좌표(Coordinate)로 정렬(정합)한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 이동체 모션 및 배경 모션에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 각각 추정한다(S280).구체적으로, 영상 잡음 제거장치(100)는 윈도우 내에 포함된 프레임에서 이동체 모션에 대한 이동체 영역을 구분하고, 이동체 영역에서는 이동체와 배경이 혼재되어 있으므로 이동체 모션 및 배경 모션에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 각각 추정한다. 여기서, 플로우 프로파일은 윈도우 내 프레임들에서 특정 픽셀 위치의 시간에 따른 밝기값들을 수집한 정보를 의미한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 플로우 프로파일을 필터링 처리하여 영상 잡음을 제거하고(S290), 영상 잡음 제거 결과를 생성한다(S292). 구체적으로, 영상 잡음 제거장치(100)는 배경 영역에 대한 영상 잡음 제거를 수행하는 경우, 배경 플로우 프로파일에 필터링(1d 필터링)을 적용하여 영상 잡음을 제거한다. The image
한편, 영상 잡음 제거장치(100)는 이동체 영역에 대한 영상 잡음 제거를 수행하는 경우, 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 각각을 기준 프레임의 픽셀값과 비교하여 유사도를 산출하고, 유사도가 높은 플로우 프로파일을 필터링 처리하여 영상 잡음을 제거한다.On the other hand, when the image
도 2에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 2에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 2는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although it is described that each process is sequentially executed in FIG. 2 , it is not necessarily limited thereto. In other words, since it may be applicable to changing and executing the process described in FIG. 2 or executing one or more processes in parallel, FIG. 2 is not limited to a time-series order.
도 2에 기재된 본 실시예에 따른 영상 잡음 제거방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 영상 잡음 제거방법을 구현하기 위한 애플리케이션(또는 프로그램)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.The method for removing image noise according to the present embodiment illustrated in FIG. 2 may be implemented as an application (or program) and recorded in a recording medium readable by a terminal device (or computer). A recording medium in which an application (or program) for implementing the method for removing image noise according to the present embodiment is recorded and a terminal device (or computer) readable recording medium is any type of recording device in which data readable by a computing system is stored includes
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음을 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 3 is an exemplary diagram for explaining an operation of removing image noise according to an embodiment of the present invention.
영상 잡음 제거장치(100)는 획득한 입력 영상의 장면 전환정보에 근거하여 동일 공간에 대한 분할 영상(310)으로 구분 처리한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상(310) 내에 포함된 복수의 프레임 각각에 대한 모션(320)을 추정한다. 영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상(310) 내 프레임 각각을 그리드로 구분하고, 그리드 기반의 배경 모션 및 이동체 모션을 각각 추정한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상(310)의 윈도우 내에 포함된 프레임들의 배경 모션을 이용하여 영상 정합을 수행한다. 즉, 영상 잡음 제거장치(100)는 배경 모션을 이용하여 기준 프레임을 설정하고, 기준 프레임을 기반으로 배경 모션 및 이동체 모션 각각에 대한 플로우 프로파일(Flow Profile)을 생성한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 중 하나 또는 모두를 필터링하여 영상 잡음을 제거(330)한다. The image
영상 잡음 제거장치(100)는 배경 플로우 프로파일만 존재하는 경우, 배경 플로우 프로파일을 필터링하여 영상 잡음을 제거한다. 하지만, 이동체 플로우 프로파일이 존재하는 경우, 이동체 영역에서는 이동체와 배경이 혼재되어 있으므로 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일을 각각 기준 프레임의 픽셀과 비교하여 유사도를 산출하고, 유사도가 높은 플로우 프로파일을 필터링 처리하여 영상 잡음을 제거한다. When only the background flow profile exists, the image
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치에서 배경 및 이동체의 모션을 추정하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 4 is an exemplary diagram for explaining an operation of estimating motions of a background and a moving object in the image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4의 (a)의 좌측 이미지는 분할 영상 내 프레임 간 특징점 대응 관계의 결과를 나타내고, 도 4의 (a)의 우측 이미지는 그리드 기반으로 배경 모션을 추정한 결과를 나타낸다. 영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상 내의 프레임을 그리드로 나누고, 그리드별 모션을 취합하여 프레임 전체의 모션을 추정하는 방식으로 배경 모션을 추정할 수 있다. 예를 들어, 영상 잡음 제거장치(100)는 프레임을 그리드로 분할 후 특징점 대응관계를 각 그리드의 꼭지점(Vertex)로 전파하고 각 꼭지점(Vertex)와 영상 공간에 대하여 이차원 필터링을 수행함으로써 이동체를 제거한 배경 모션을 추정할 수 있다.The left image of FIG. 4A shows the result of the feature point correspondence between frames in the divided image, and the right image of FIG. 4A shows the result of estimating the background motion based on the grid. The image
도 4의 (b)의 좌측 이미지는 분할 영상에 대한 이미지를 나타내고, 도 4의 (b)의 우측 이미지는 그리드 기반으로 이동체 모션을 추정한 결과를 나타낸다. 영상 잡음 제거장치(100)는 분할 영상 내의 프레임을 그리드로 나누고, 각 그리드에서 특징점 대응과 배경 모션의 차이를 주변으로 전파하거나 특정 위치에서 특징점 대응과 배경 모션의 차이의 평균치를 이용하여 이동체 모션을 추정할 수 있다. 예를 들어, 영상 잡음 제거장치(100)는 그리드 기반의 이동체 모션을 추정하기 위하여 그리드의 주변 꼭지점으로 특징점 대응과 배경 모션의 차이를 전파시켜 2D 필터링을 수행하거나, 그리드의 꼭지점 주변의 모션 평균값을 산출하여 이동체 모션을 추정할 수 있다. The left image of FIG. 4(b) represents an image of the divided image, and the right image of FIG. 4(b) represents the result of estimating the motion of the moving object based on the grid. The image
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 잡음 제거장치에서 영상을 정합하고, 영상 잡음을 제거하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 5 is an exemplary diagram for explaining an operation of matching an image and removing image noise in the image noise removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a)는 그리드 기반의 배경 모션을 이용하여 영상 정합을 수행하여 기준 프레임을 설정하는 예시도이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 영상 잡음 제거장치(100)는 기 설정된 윈도우 사이즈 내에 포함된 5 개의 프레임(t-2, t-1, t, t+1, t+2) 중 일부 프레임(t-2, t-1, t+1, t+2)의 배경 모션을 기준 프레임(t)으로 정합한다. 5A is an exemplary diagram of setting a reference frame by performing image registration using a grid-based background motion. As shown in (a) of FIG. 5 , the image
도 5의 (b)는 이동체 영역에서 영상 잡음을 제거하기 위하여 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일의 유사도에 근거하여 플로우 프로파일을 선택하는 동작을 나타낸 예시도이다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 영상 잡음 제거장치(100)는 윈도우 내에 포함된 프레임에서 이동체 영역을 추출하고, 이동체 영역의 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 각각을 기준 프레임의 픽셀과 비교하여 유사도를 산출한다. 영상 잡음 제거장치(100)는 유사도가 높은 플로우 프로파일 즉, 배경 플로우 프로파일 및 이동체 플로우 프로파일 중 최소의 에러를 갖는 플로우 프로파일 선택하여 영상 잡음을 제거할 수 있다. FIG. 5B is an exemplary diagram illustrating an operation of selecting a flow profile based on a similarity between a background flow profile and a moving object flow profile in order to remove image noise from the moving object area. As shown in (b) of FIG. 5 , the image
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the embodiment of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the embodiment of the present invention pertains may modify various modifications and transformation will be possible. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the technical spirit of the embodiment of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the embodiment of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the embodiment of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the embodiment of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는 영상 잡음을 제거하는 분야에 적용되어, 카메라 센서의 움직임, 영상 잡음의 패턴에 관계없이 고품질의 영상 잡음 제거 결과를 얻을 수 있고, 이동체 영역에 대한 부분적인 영상 정보를 이용하여 영상 잡음을 제거함에 따라 영상 잡음을 제거하는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.As described above, the embodiment of the present invention is applied to the field of removing image noise, so that high-quality image noise removal results can be obtained regardless of the movement of the camera sensor or the pattern of image noise, and partial It is a useful invention that produces an effect of reducing the time for removing image noise by using image information to remove image noise.
100: 영상 잡음 제거장치
110: 입력 영상 처리부 120: 모션 추정부
122: 카메라 움직임 판별부 124: 배경 모션 추정부
126: 이동체 모션 추정부
130: 영상 잡음 제거부 132: 영상 정합부
134: 프로파일 추정부 136: 필터링부100: image noise canceling device
110: input image processing unit 120: motion estimation unit
122: camera motion determining unit 124: background motion estimation unit
126: moving body motion estimation unit
130: image noise removing unit 132: image matching unit
134: profile estimator 136: filtering unit
Claims (9)
입력 영상의 장면 전환정보를 추출하고, 상기 장면 전환정보에 근거하여 동일 장면별로 영상을 분할하여 분할 영상을 생성하는 입력 영상 처리부;
상기 분할 영상에서 카메라의 움직임을 확인하고, 상기 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하는 모션 추정부; 및
상기 배경 모션을 토대로 배경 플로우 프로파일(Flow Profile)을 추정하고, 상기 이동체 모션을 토대로 이동체 플로우 프로파일을 추정하며, 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일을 이용하여 상기 이동체가 존재하는 영역의 영상 잡음을 제거하는 영상 잡음 제거부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.An apparatus for removing image noise in consideration of a moving object, the apparatus comprising:
an input image processing unit for extracting scene change information of an input image, and dividing the image for the same scene based on the scene change information to generate a divided image;
a motion estimator for checking a motion of a camera in the divided image and estimating a background motion and a moving object motion based on the motion of the camera; and
Estimating a background flow profile based on the background motion, estimating a moving object flow profile based on the moving object motion, and using the background flow profile and the moving object flow profile to measure image noise in an area where the moving object is present Image noise canceling unit
Image noise removal device comprising a.
상기 영상 잡음 제거부는,
상기 배경 모션을 이용하여 윈도우 내의 프레임들을 기준 프레임과 정합하는 영상 정합부;
상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일을 추정하는 프로파일 추정부; 및
상기 이동체가 존재하는 영역에서 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 각각과 상기 기준 프레임의 픽셀값을 비교하여 영상 잡음을 제거하는 필터링부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.According to claim 1,
The image noise removing unit,
an image matching unit for matching frames in a window with a reference frame using the background motion;
a profile estimator for estimating the background flow profile and the moving object flow profile; and
A filtering unit that removes image noise by comparing pixel values of the reference frame with each of the background flow profile and the moving object flow profile in an area where the moving object is present
Image noise removal device comprising a.
상기 필터링부는,
상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 각각을 상기 기준 프레임의 픽셀값과 비교하여 각각의 유사도를 산출하고, 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 중 높은 유사도를 갖는 플로우 프로파일을 선택하여 필터링 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.3. The method of claim 2,
The filtering unit,
Comparing each of the background flow profile and the moving object flow profile with the pixel value of the reference frame to calculate each similarity, and filtering by selecting a flow profile having a high similarity among the background flow profile and the moving object flow profile Image noise canceling device.
상기 모션 추정부는,
상기 분할 영상에 포함된 복수의 프레임 간 픽셀의 밝기 차이 또는 움직임에 대한 특징점 대응 비율을 기 설정된 임계치와 비교하여 상기 카메라의 움직임을 확인하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.According to claim 1,
The motion estimation unit,
The image noise removing apparatus according to claim 1, wherein the movement of the camera is confirmed by comparing a difference in brightness between a plurality of frames included in the divided image or a feature point correspondence ratio for movement with a preset threshold.
상기 모션 추정부는,
상기 카메라의 움직임이 없는 경우, 상기 밝기 차이가 없는 픽셀 또는 움직임이 없는 특징점 부분을 상기 배경 모션으로 추정하고, 상기 밝기 차이가 존재하는 픽셀을 상기 이동체 모션으로 추정하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.5. The method of claim 4,
The motion estimation unit,
When there is no movement of the camera, the pixel without the brightness difference or the feature point without the motion is estimated as the background motion, and the pixel with the brightness difference is estimated as the moving object motion. .
상기 모션 추정부는,
상기 카메라의 움직임이 존재하는 경우, 상기 분할 영상 내의 프레임을 그리드로 나누고, 상기 그리드별 모션을 취합하여 상기 배경 모션을 추정하고, 프레임 간의 특징점 대응정보와 상기 배경 모션의 차이를 이용하여 상기 이동체의 모션을 추정하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거장치.5. The method of claim 4,
The motion estimation unit,
When there is movement of the camera, the frames in the divided image are divided into grids, the motions for each grid are combined to estimate the background motion, and the difference between the feature point correspondence information between the frames and the background motion is used to control the movement of the moving object. An apparatus for removing noise from an image, characterized in that for estimating motion.
입력 영상의 장면 전환정보를 추출하고, 상기 장면 전환정보에 근거하여 동일 장면별로 영상을 분할하여 분할 영상을 생성하는 입력 영상 처리과정;
상기 분할 영상에서 카메라의 움직임을 확인하고, 상기 카메라의 움직임에 근거하여 배경 모션 및 이동체 모션을 추정하는 모션 추정과정; 및
상기 배경 모션을 토대로 배경 플로우 프로파일(Flow Profile)을 추정하고, 상기 이동체 모션을 토대로 이동체 플로우 프로파일을 추정하며, 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일을 이용하여 상기 이동체가 존재하는 영역의 영상 잡음을 제거하는 영상 잡음 제거과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거방법.A method of removing image noise in consideration of a moving object, the method comprising:
an input image processing process of extracting scene change information of an input image and dividing the image for the same scene based on the scene change information to generate a divided image;
a motion estimation process of confirming a motion of a camera in the divided image and estimating a background motion and a moving object motion based on the motion of the camera; and
Estimating a background flow profile based on the background motion, estimating a moving object flow profile based on the moving object motion, and using the background flow profile and the moving object flow profile to measure image noise in an area where the moving object is present Image noise removal process
Image noise removal method comprising a.
상기 영상 잡음 제거과정은,
상기 배경 모션을 이용하여 윈도우 내의 프레임들을 기준 프레임과 정합하는 영상 정합과정;
상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일을 추정하는 프로파일 추정과정; 및
상기 이동체가 존재하는 영역에서 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 각각과 상기 기준 프레임의 픽셀값을 비교하여 영상 잡음을 제거하는 필터링과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거방법.8. The method of claim 7,
The image noise removal process is
an image matching process of matching frames in a window with a reference frame using the background motion;
a profile estimation process of estimating the background flow profile and the moving object flow profile; and
A filtering process of removing image noise by comparing pixel values of the reference frame with each of the background flow profile and the moving object flow profile in the region where the moving object is present
Image noise removal method comprising a.
상기 필터링과정은,
상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 각각을 상기 기준 프레임의 픽셀값과 비교하여 각각의 유사도를 산출하고, 상기 배경 플로우 프로파일 및 상기 이동체 플로우 프로파일 중 높은 유사도를 갖는 플로우 프로파일을 선택하여 필터링 처리하는 것을 특징으로 하는 영상 잡음 제거방법.
9. The method of claim 8,
The filtering process is
Comparing each of the background flow profile and the moving object flow profile with the pixel value of the reference frame to calculate each similarity, and filtering by selecting a flow profile having a high similarity among the background flow profile and the moving object flow profile A method for removing noise from images.
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