KR100207426B1 - 무늬의 크기와 방향성을 이용한 텍스쳐 분류 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 텍스쳐 영상을 분류하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 텍스쳐 영상 분류 장치는 텍스쳐 영상을 4개의 방향으로 스캐닝하여, 4개의 화소값과 방향에 대하여 각각의 평균 줄길이를 계산하는 수단 ; 상기 각각의 평균 줄길이를 이용하여 행렬표를 구성하는 수단 ; 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 크기를 판단하는 수단 ; 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 방향성을 판단하는 수단 ; 및 상기 무늬의 크기와 무늬의 방향성을 이용하여 상기 텍스쳐 영상을 분류하는 수단을 포함한다.
Description
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무늬의 크기와 방향성을 이용한 텍스쳐 분류 장치의 블록도.
제2도는 제1도의 전처리부의 상세 블록도.
제3도는 스캐닝 방향을 도시하는 도면.
제4도는 행렬표를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 전처리부 102 : 스캐닝부
104 : GLRLM 구성부 106 : 무늬 크기 판단부
108 : 무늬 방향 판단부 110, 112 : 양자화부
114 : 디멀티플렉서 106 : 데이터 베이스
202 : 메디안 필터링부 210 : 적응적 균등 양자화부
212 : 동적 영역 검출부 216 : 균등 양자화부
220 : 양자화값 보정부
본 발명은 텍스쳐 분류 장치에 관한 것으로서, 특히 무늬의 크기와 방향성을 이용한 텍스쳐 분류 장치에 관한 것이다.
통상적으로 텍스쳐 영상은, 예를 들면 인공 위성에서 본 산림 지역이나 사막 지역과 같이 일정한 무늬가 반복적으로 이루어진 영상을 말하면, 텍스쳐 분류 장치는 입력되는 텍스쳐 영상에 포함되어 있는 텍스쳐가 무엇의 텍스쳐인 지를 자동적으로 검출하는 장치로서 종래의 텍스쳐 영상을 분류하는 장치에 대해서 구체적으로 알려진 바는 없다.
본 발명의 주 목적은 텍스쳐에 있는 무늬의 크기와 방향성을 이용하여 텍스쳐를 분류하는 텍스쳐 분류 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 텍스쳐 영상을 분류하기 위한 것으로서, 텍스쳐 영상을 4개의 방향으로 스캐닝하여, 4개의 화소값과 방향에 대하여 각각의 평균 줄길이를 계산하는 수단 ; 상기 각각의 평균 줄길이를 이용하여 행렬표를 구성하는 수단 ; 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 크기를 판단하는 수단 ; 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 방향성을 판단하는 수단 ; 및 상기 무늬의 크기와 상기 무늬의 방향성을 이용하여 상기 텍스쳐 영상을 분류하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류 장치를 제공한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 무늬의 크기와 방향성을 이용한 텍스쳐 분류 장치를 나타낸다. 동도면에 도시된 바와 같이, 텍스쳐 영상이 기설정된 처리 단위로 전처리부(100)로 입력되면, 전처리부(100)는 텍스쳐 영상을 정확히 분류하기 위해 먼저 입력되는 영상을 전처리한다. 전처리부(100)는 이하 제2도를 참조하여 상세히 설명한다.
제2도에 도시된 바와 같이, 전처리부(100)는 메디안 필터링부(202), 적응적 균등 양자화부(210) 및 양자화값 보정부(220)로 이루어진다. 메디안 필터링부(202)는 입력되는 텍스쳐 영상에서 텍스쳐에 나타나는 고립점이나 임펄스성 잡음을 제거하기 위한 것으로서, 예를 들면, 십자형 메디안 필터를 사용하여 이를 구현할 수 있다. 이는 에지가 많이 존재하고 무늬의 크기가 작은 것이 많은 텍스쳐 영상에서는 십자형 메디안 필터가 에지 보존 능력이 우수하기 때문이다. 메디안 필터링부(202)에서 필터링된 신호는 적응적 균등 양자화부(210)로 제공된다.
제2도에 도시된 바와 같이, 적응적 균등 양자화부(210)는 동적 영역 검출부(212), 봉우리 검출부(214) 및 균등 양자화부(216)로 이루어지며 텍스쳐의 특성에 적합한 양자화를 수행한다. 이 블록을 상세히 설명하기 전에 텍스쳐의 특성에 대해 설명하면, 텍스처는 대부분의 특성 정보가 국부적인 극대값 또는 극소값의 화소들에 포함되어 있고, 비교적 좁은 영역에서 다른 일반적인 영상들에 비해 밝기의 변화가 크다. 따라서 양자화로 인한 특성 정보의 손실이 매우 적고 그 결과 통계적 방법으로 접근할 경우 계산량이나 메모리의 이득이 매우 크다.
이러한 특성을 이용하기 위해 동적 영역 검출부(212)에서는 우선 텍스쳐 영상의 화소 값들에 대한 돗수 분포(histogram)를 얻고, 돗수 분포상에서 화소값의 최소값과 최대값을 찾아 화소값들이 존재하는 구간, 즉 동적 영역을 추출한다. 예를 들면, 화소 값이 256 등급으로 표시되고, 현 텍스쳐 영상의 최소값이 10이고 최대값이 200이면 동적 영역은 10에서 200까지가 된다.
봉우리 검출부(214)는 돗수 분포상에서 어떤 날카로운 봉우리가 있는 경우, 즉, 어떤 화소값을 중심으로한 화소값이 상대적으로 많이 발생한 경우(여기서, 화소값을 중심으로 한 화소값이 절대적으로 많이 발생한 화소값의 범위가 돗수분포상에서는 하나의 봉우리처럼 나타나므로 이 구간을 봉우리라함), 이 화소값은 텍스쳐의 특성에 큰 영향을 미치므로, 이 봉우리의 폭(또는 구간)을 계산하고 이 값을 어떤 문턱치와 비교하여, 이 값이 문턱치 보다 작을 경우, 봉우리 영역만을 하나의 양자화 구간으로 결정한다. 이때 문턱치는 동적 영역을 예를 들면, 4로 나눈 값을 사용한다. 이것은 Fumiaki Tomita 등의 Description of Textures by a Structural Analysis IEEE PAMI-4 No. 2, March 1982에 상세히 설명된다.
한편, 균등 양자화부(216)에서는 양자화 구간으로 결정된 부분이 있으면 봉우리의 최대값으로 먼저 양자화하고 나머지는 동적 영역을 균등하게 양자화한다. 봉우리의 폭이 문턱치 보다 클 경우, 봉우리 영역을 별도의 양자화 구간으로 두지 않고 하나의 동적 영역을 균등하게 양자화 한다.
다음에, 양자화값 보정부(220)는 입력 영상의 밝기에 무관하게 텍스쳐를 분류할 수 있도록 양자화 결과 출력되는 4개의 출력 값을 사전 설정해 놓은 4개의 화소 값으로 대치한다. 이런 과정을 통해 주위 환경이 전체적으로 어두워지거나 밝아져서 동적 영역이 변하는 경우도 같은 출력 값을 얻을 수 있다. 이와 같이 전처리된 영상은 제1도의 스캐닝부(102)로 입력된다.
또한, 스캐닝부(102)에서는 제3도에 도시된 바와 같이 4방향, 즉 수평 방향(H), 수직 방향(V), 제1 대각선 방향(D1), 제2 대각선 방향(D2)으로 스캐닝하여 4개의 화소값과 방향에 대하여 평균 줄길이를 계산한다. 계산된 각각의 평균 줄길이 값은 GLRLM(Gray Level Run Length Matrix) 구성부(104)로 입력된다.
그리고, GLRLM 구성부(104)에서는 스캐닝부(102)에서 구한 평균 줄길이 값을 이용하여 제4도에 도시된 바와 같은 행렬표를 구성한다. 제4도에 도시된 바와 같이, 행렬표에서 행은 주사 방향을 나타내고 열은 화소값을 나타낸다.
한편, 무늬 크기 판단부(106)에서는 전술한 행렬표를 이용하여 텍스쳐 영상의 무늬의 크기를 구한다. 무늬의 크기(C)는 다음 식(1)에 의해 구해진다.
여기서, Lij는 평균 줄길이를 나타내며 K는 평균 줄길이가 영인 수를 나타낸다. 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 무늬의 크기는 영이 아닌 평균 줄길이의 전체 평균이다.
한편, 무늬 방향 판단부(108)에서는 전술한 GLRLM 구성부(104)로부터 제공되는 행렬표를 이용하여 무늬의 방향성(D)을 판단하는데, 방향성을 판단하기 위한 기준은 다음 식(2)에 의해 구해진다. 방향성(D)은 ;
여기서,
이다.
상기 식(2)에서 알 수 있는 바와 같이, 무늬의 방향성(D)은 특정 방향의 평균 줄길이 비의 합이다.
한편, 제1 양자화부(110)는 무늬 크기 판단부(106)로부터 입력되는 무늬 크기를 사전 설정 문턱치와 비교하여 텍스쳐를 무늬의 크기에 따라 M개로 분류한다. 이때 클래스의 수가 M일 경우 필요한 문턱치의 갯수는 (M-1) 개다. 또한, 제2양자화부(112)는 제1양자화부(110)와 마찬가지로 텍스쳐를 방향성에 따라 N개로 분류한다.
다음에, 디멀티플렉서(114)에서는 두 개의 양자화부(110) 및 (112)에서 출력되는 M 및 N개 클래스를 조합하여 N×M개의 클래스로 텍스쳐 클래스를 분류하며, 데이터 베이스(116)에서는 분류된 텍스쳐 클래스를 발생한다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명의 텍스쳐 영상 분류장치는 무늬의 크기와 방향성을 이용하여 텍스쳐를 분류함으로써 보다 정확하게 텍스쳐를 분류할 수 있다.
Claims (6)
- 텍스쳐 영상을 분류하는 장치로서, 텍스쳐 영상을 4개의 방향으로 스캐닝하여, 4개의 화소값과 방향에 대하여 각각의 평균 줄길이를 계산하는 수단 ; 상기 각각의 평균 줄길이를 이용하여 행렬표를 구성하는 수단 ; 상기 행렬표를 이용하여 무늬를 판단하는 무늬 판단수단 ; 및 상기 판단된 무늬를 이용하여 상기 텍스쳐 영상을 분류하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
- 제1항에 있어서, 상기 무늬판단수단은, 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 크기를 판단하는 수단 ; 및 상기 행렬표를 이용하여 무늬의 방향성을 판단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 텍스쳐 영상을 전처리하는 수단을 더 포함하되, 상기 전처리 수단은, 상기 텍스쳐 영상을 필터링하는 수단 ; 필터링된 텍스쳐 영상을 양자화하는 수단 ; 및 양자화된 텍스쳐 영상을 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
- 제3항에 있어서, 상기 필터링 수단은, 십자형 메디안 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
- 제3항에 있어서, 상기 양자화 수단은, 상기 텍스쳐 영상의 화소 값들에 대한 돗수 분포를 얻고, 돗수 분포상에서 화소값과 최대값을 구해 화소값들이 존재하는 구간인 동적 영역을 검출하는 수단 ; 상기 돗수 분포상에서 어떤 화소값을 중심으로한 화소값이 절대적으로 많이 발생한 구간인 봉우리 영역을 검출하는 수단 ; 및 상기 봉우리를 사전 설정된 문턱치와 비교하여, 이 값이 문턱치 보다 작을 경우, 상기 봉우리 영역만을 하나의 양지화 구간으로 결정하고 나머지를 균등 양자화 하고, 클 경우에는 상기 동적 영역을 균등 양자화하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
- 제5항에 있어서, 상기 봉유리와 비교되는 상기 문턱치는, 상기 동적 영역을 4로 나눈 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 텍스쳐 영상 분류장치.
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