KR102512091B1 - 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템 - Google Patents

명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템 Download PDF

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이윤진
홍진형
조영광
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주식회사 다누시스
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Abstract

본 발명은 와이유브이(YUV) 방식으로 컬러 영상을 구현하며 압축 효율이 큰 영상 이미지를 생성하고 생성된 영상 이미지의 휘도영역(Y 영역)에서 노이즈를 제거하고, 제거된 부분을 배경으로 보정해 선명한 이미지를 출력하는 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템에 관한 것이다. 이러한 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템은 제1시간에 카메라로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 일정시간 누적하여 평균이미지로 변환하고 이를 배경이미지로 설정하는 배경영상부, 제2시간에 카메라에서 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 획득하여 현재영상이미지로 설정하는 현재영상부, 배경영상부에서 배경이미지를 획득하고 현재영상부에서 현재영상이미지를 획득하여, 배경이미지와 현재영상이미지에 가로 3개의 픽셀과 세로 3개의 픽셀 구조로 형성된 복수 개의 픽셀블록을 생성하여, 복수 개의 픽셀블록을 배경이미지에 매핑하고, 복수 개의 픽셀블록을 현재영상이미지에 매핑하는 블록생성부, 픽셀블록에서 중앙 영역에 형성된 픽셀을 기준픽셀로 설정하고 기준픽셀 이외의 다른 8개의 픽셀을 비교픽셀로 설정한 후, 픽셀블록이 매핑된 배경이미지에 형성된 각 기준픽셀과 비교픽셀이 위치한 배경이미지(B)의 명도값을 추출한 후, 기준픽셀과 비교픽셀에 명도값을 할당하고, 픽셀블록이 매핑된 현재영상이미지에 형성된 각 기준픽셀과 비교픽셀이 위치한 현재영상이미지의 명도값을 추출한 후, 기준픽셀과 비교픽셀에 명도값을 할당하는 명도값할당부, 기준픽셀의 명도값과 비교픽셀의 명도값의 크기를 비교해, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 이하인 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수‘0’을 설정하고, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 보다 큰 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수‘1’을 설정하는 바이너리패턴생성부, 배경이미지에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수와 현재영상이미지에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수를 배타적 논리합(XOR: Exclusive or)으로 연산하여 연산값을 출력하는 비교부 및 비교부(60)에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 미만이면, 현재영상이미지(C)의 제1위치의 픽셀블록을 배경이미지(B)의 제1위치의 픽셀블록으로 마스킹하는 노이즈제거부(70)를 포함한다.

Description

명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템{Removing Noise System For Using Local Binary Patterns Based On Value Calculations}
본 발명은 영상 내의 빛을 분석해 빛이 반사되며 흐릿한 부분 즉, 노이즈를 제거하는 시스템과 관련된 기술이다.
최근 들어, 치안 및 보안 등 안전에 대한 관심이 높아졌다. 이러한 관심이 커짐에 따라 거리 곳곳에 CCTV가 설치되고 있다. 설치된 CCTV는 설정 반경을 촬영하며 영상 이미지를 생성한다.
일반적인 IP 기반의 CCTV는 아날로그 포맷 영상이미지를 생성한다. 이때, 생성된 아날로그 포맷 영상은 YUV 컬러 영상(디지털 포맷 영상)으로 변환된 후, 비디오 코덱을 거쳐(인코딩) 비트스트림으로 변환되어 수신단으로 전송된다. 이후, 수신단에서는 비트스트림을 수신하고, 수신한 비트스티림을 디코딩 한 후, YUV 컬러 포맷을 RGB 컬러 포맷으로 변환하며 출력한다.
생성된 영상 이미지는 사고 발생 시, 사고를 해결할 수 있는 중요 자료가 된다. 이에, CCTV에서 촬영된 영상 이미지의 포맷 변환 및 디지털 데이터로 변환은 영상 이미지 처리를 통해 모니터에서 깨끗하게 출력되도록 하는 알고리즘은 중요요소가 된다.
만약, 모니터에서 수신한 비트스트림을 복호한 후, YUV 컬러 포맷을 RGB 컬러 포맷으로 변환하는 과정을 실행하지 않는 경우, 빛 반사와 같은 노이즈가 많이 껴 이미지를 생성하게 된다.
그러나, 현재까지 많은 YUV 컬러 이미지 포맷 처리 기술은 YUV 컬러 포맷에서 발생되는 빛 반사와 같은 노이즈를 처리하지 못하고 있다.
이에, YUV 컬러 포맷을 RGB 컬러 포맷으로 변환시키는 과정에서 YUV 컬러 이미지에 있는 노이즈가 그대로 RGB 컬러 이미지에 나타나게 된다.
이와 같은 문제는 RGB 컬러 이미지의 추가적인 post-filtering의 효용을 감소시키는 문제까지 야기시킨다.
대한민국 등록특허 제10-2398788호 (공고일자: 2022.05.18)
본 발명은 YUV 컬러 포맷을 RGB 컬러 포맷으로 변환시키는 과정에서 YUV 컬러 이미지에 있는 노이즈가 그대로 RGB 컬러 이미지에 나타나는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템은 카메라로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이(YUV) 영상이미지에 발생한 빛 번짐을 보정하여 이후 영상처리 과정에 활용하도록 지원하는 시스템에 관한 것이다.
이러한 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템은 제1시간에 카메라로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분이 되는 회색이미지를 일정시간 누적하여 평균이미지로 변환하고, 이를 배경이미지로 설정하는 배경영상부, 제2시간에 카메라에서 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 획득하여 현재영상이미지로 설정하는 현재영상부, 배경영상부에서 배경이미지를 획득하고 현재영상부에서 현재영상이미지를 획득하여 배경이미지와 현재영상이미지에 복수 개의 픽셀블록을 생성하는 블록생성부, 픽셀블록에서 어느 하나의 픽셀을 기준픽셀 그리고 기준픽셀의 기준픽셀 이외의 다른 픽셀을 비교픽셀로 설정한 후, 배경이미지에 형성된 픽셀블록과 현재영상이미지에 형성된 픽셀블록의 각각의 픽셀에 명도값을 할당하는 명도값할당부, 기준픽셀의 명도값과 비교픽셀의 명도값의 크기를 비교해, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 이하인 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수‘0’을 설정하고, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 보다 큰 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수 ‘1’을 설정하는 바이너리패턴생성부, 배경이미지에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수와 현재영상이미지에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수를 배타적 논리합(XOR: Exclusive or)으로 연산하여 연산값을 출력하는 비교부 및 비교부에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 미만이면, 현재영상이미지의 제1위치의 픽셀블록을 배경이미지의 제1위치의 픽셀블록으로 마스킹하는 노이즈제거부를 포함한다.
여기서, 블록생성부는 가로 3개 그리고 세로 3개의 픽셀을 하나의 블록으로 하는 픽셀블록을 생성할 수 있다. 그리고 바이너리팬턴 생성부는 기준픽셀을 가로 3개의 픽셀과 세로 3개의 픽셀들 가운데, 중앙 영역의 픽셀로 설정하고 나머지 8개의 비교픽셀에 할당되는 이진수가 동일하게 할당되는 8개의 칸으로 구성된 디스크립터를 생성할 수 있다.
그리고 노이즈제거부는 비교부에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 이상이면, 현재영상이미지의 제1위치의 픽셀블록의 이미지를 그대로 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템은 야간 촬영시의 영상처리 성능을 높이기 위해 활용되는 영상의 빛 번짐 또는 빛 반사의 노이즈를 제거함으로써 영상 처리의 성능을 높인다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 배경영상부에서 저장되어 있는 이미지이다.
도 3은 도 1의 현재영상부에서 생성한 이미지이다.
도 4는 도 1의 블록생성부에서 생성한 복수 개의 픽셀블록을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 이미지에 도 4에 도시된 복수 개의 픽셀블록을 반영한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 이미지에 도 4에 도시된 복수 개의 픽셀블록을 반영한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 명도값할당부가 어느 하나의 픽셀블록의 각 픽셀에 명도값을 할당한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 바이너리 패턴 생성부가 어는 하나의 픽셀블록에 이진수 할당하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 배경이미지의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되며 형성된 배경디스크립터를 나타낸 도면이다.
도 10은 현재이미지의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록에 명도값이 할당되고, 할당된 명도값에 기반하여 이진수가 할당되며 형성된 현재영상디스크립터를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1의 비교부가 도 9에 형성된 배경디스크립터와 도 10에 형성된 현재영상디스크립터를 비교 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터의 생성과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 배타적 논리합 연산디스크립터의 이진수 ‘1’의 개수를 확인하여, ‘1’의 개수가 기준개수 미만이게 되면서, 배타적 논리합 연산디스크립터와 대응되는 제1픽셀블록을 마스크 적용한 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 배경이미지의 n번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되며 형성된 배경디스크립터를 나타낸 도면이다.
도 14는 현재이미지의 n번째 위치헤 위치한 픽셀블록에 명도값이 할당되고, 할당된 명도값에 기반하여 이진수가 할당되며 형성된 현재영상디스크립터를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 1의 비교부가 도 13에 형성된 배경디스크립터와 도 14에 형성된 현재영상디스크립터를 비교 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터의 생성과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 배타적 논리합 연산디스크립터의 이진수 ‘1’의 개수를 확인하여, ‘1’의 개수가 기준개수 이상이게 되면서, 현재영상디스크립터와 대응되는 제n픽셀블록이 그대로 출력된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 하기 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 설명의 이해를 돕는 도면을 참조하여, 대해 설명한다. 다만, 본 명세서 상에서는 본 발명에 대한 설명이 명확하고 간결해질 수 있도록, 도 1을 참조하여 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템에 대해 개괄적으로 설명한 후, 도 2 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템의 블록도이다.
본 발명의 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템(1)은 와이유브이(YUV) 방식으로 구현된 컬러 이미지에서 명도영역(Y 영역)을 추출해, 빛 번짐에 의한 노이즈를 제거한다. 그리고 제거된 부분을 마스킹 처리하여 모니터에서 선명한 컬러 이미지를 출력할 수 있도록 한다. 더욱이, 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템(1)은 영상의 빛 번짐 또는 빛 반사의 노이즈를 제거함으로써 야간 촬영시의 영상처리 성능을 높일 수 있다.
이와 같은 특징을 갖는 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템(1)은 배경영상부(10), 현재영상부(20), 블록생성부(30), 명도값할당부(40), 바이너리패턴생성부(50), 비교부(60) 및 노이즈제거부(70)를 구성요소로 포함한다. 이러한 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템(1)은 컬러 영상 이미지를 와이유브이(YUV) 방식으로 생성하는 카메라(A)에서 회색이미지를 수신해 가공한다.
이하, 도 2 내지 도 12를 참조하여, 본 발명을 구성하는 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 배경영상부에서 저장되어 있는 이미지이고, 도 3은 도 1의 현재영상부에서 생성한 이미지이고, 도 4는 도 1의 블록생성부에서 생성한 복수 개의 픽셀블록을 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 도 2의 이미지에 도 4에 도시된 복수 개의 픽셀블록을 반영한 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3의 이미지에 도 4에 도시된 복수 개의 픽셀블록을 반영한 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 도 1의 명도값할당부가 어느 하나의 픽셀블록의 각 픽셀에 명도값을 할당한 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 바이너리 패턴 생성부가 어는 하나의 픽셀블록에 이진수 할당하는 방법을 나타낸 도면이다. 그리고 도 9는 배경이미지의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되며 형성된 배경디스크립터를 나타낸 도면이고, 도 10은 현재이미지의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록에 명도값이 할당되고, 할당된 명도값에 기반하여 이진수가 할당되며 형성된 현재영상디스크립터를 나타낸 도면이다. 그리고 도 11은 도 1의 비교부가 도 9에 형성된 배경디스크립터와 도 10에 형성된 현재영상디스크립터를 비교 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터의 생성과정을 나타낸 도면이다. 그리고 도 12는 배타적 논리합 연산디스크립터의 이진수 ‘1’의 개수를 확인하여, ‘1’의 개수가 기준개수 미만이게 되면서, 배타적 논리합 연산디스크립터와 대응되는 제1픽셀블록을 마스크 적용한 상태를 나타낸 도면이다.
배경영상부(10)는 제1시간에 카메라(A)로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 일정시간 누적한다. 배경영상부(10)는 일정시간 누적된 회색이미지를 평균이미지로 변환하고, 변환된 평균이미지를 도 2에 도시된 바와 같은 배경이미지(B)로 설정한다. 그리고 이를 저장한다. 여기서, 제1시간은 특정 영역에 검출하고자 하는 객체가 없는 시간을 의미한다. 또는 특정 영역을 촬영하며 특정 영역의 평균적인 상태를 촬영하는 시간을 의미한다.
현재영상부(20)는 제2시간에 카메라(A)에서 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 획득한다. 이때, 현재영상부(20)는 회색이미지를 실시간 획득하고, 획득한 회색이미지를 도 3에 도시된 바와 같은 현재영상이미지(C)로 설정한다. 여기서, 제2시간은 제1시간 이외의 시간이 되며 이러한 시간 내에 특정 영역에 검출고자 하는 객체가 촬영된 시간을 의미한다. 또는 특정 영역을 촬영하였을 때, 평균이미지와 차이가 나는 이미지가 촬영되는 시간을 의미한다.
블록생성부(30)는 배경영상부(10)에서 배경이미지(B)를 획득하고 현재영상부(20)에서 현재영상이미지(C)를 획득한다. 블록생성부(30)는 수신한 배경이미지(B)와 현재영상이미지(C)의 크기에 대응되도록 복수 개의 픽셀블록(D)을 생성할 수 있다. 이때, 블록생성부(30)는 가로 3개 그리고 세로 3개의 픽셀을 하나의 블록으로 하는 픽셀블록을 생성할 수 있다. 일례로, 복수 개의 픽셀블록(D)은 도 4에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 그리고, 블록생성부(30)는 생성된 복수 개의 픽셀블록(D)을 배경이미지(B)와 현재영상이미지(C)에 매핑할 수 있다. 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 픽셀블록(D)을 배경이미지(B)에 매핑할 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개의 픽셀블록(D)을 현재영상이미지(C)에 매핑할 수 있다.
명도값할당부(40)는 픽셀블록(D)에서 어느 하나의 픽셀을 기준픽셀(S) 그리고 기준픽셀의 기준픽셀 이외의 다른 픽셀을 비교픽셀(G1~G8)로 설정한다. 이때, 명도값할당부(40)는 가로 3개의 픽셀과 세로 3개의 픽셀들 가운데, 중앙 영역의 픽셀을 기준픽셀(S)로 설정하고, 나머지 8개의 픽셀을 비교픽셀(G1~G8)로 설정할 수 있다. 이후, 명도값할당부(40)는 블록생성부(30)에 의해 배경이미지(B)에 형성된 픽셀블록과 현재영상이미지(C)에 형성된 픽셀블록의 각각의 픽셀에 명도값을 할당한다. 즉, 명도값할당부(40)는 어느 하나의 픽셀블록(Dn)을 구성하는 픽셀에 이미지에 있는 명도값을 추출해 할당한다. 일례로, 명도값할당부(40)는 도 7에 도시된 바와 같이, 기준픽셀(S)에 명도값 5가 할당되고, 제1픽셀(G1)에 명도값 3이 할당되고, 제2픽셀(G2)에 명도값 2가 할당될 수 있다. 그리고 제3픽셀(G3)에 명도값 4가 할당되고, 제4픽셀(G4)에 명도값 6이 할당될 수 있다. 그리고 제5픽셀(G5)에 명도값 5가 할당되고, 제6픽셀(G6)에 명도값 4가 할당되고, 제7픽셀(G7)에 명도값 2가 할당되고, 제8픽셀(G8)에 명도값 3이 할당될 수 있다. 그리고 비교픽셀(G1~G8) 각각에 명도값을 할당될 수 있다.
바이너리패턴생성부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이 기준픽셀의 명도값과 비교픽셀의 명도값의 크기를 비교한다. 이때, 바이너리패턴생성부(50)는 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 이하인 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수‘0’을 설정한다. 그리고 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 보다 큰 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수 ‘1’을 설정한다. 아울러, 바이너리패턴생성부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이, 비교픽셀에 할당되는 이진수가 동일하게 할당될 수 있도록 8개의 칸으로 구성된 디스크립터(H)를 생성할 수 있다.
이와 같은, 바이너리패턴생성부(50)는 배경이미지와 현재이미지의 특정 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수를 할당할 수 있다.
먼저, 도 9 및 도 10을 참조하여, 바이너리패턴생성부가 배경이미지의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되는 것에 대해 설명한다.
바이너리패턴생성부(50)는 도 9에 도시된 바와 같이, 배경이미지의 첫번째 위치에 위치한 제1픽셀블록(D11)의 기준픽셀과 비교픽셀 각각에 명도값을 설정할 수 있다. 그리고 8개의 칸으로 구성된 디스크립터(H11)의 각각의 칸에 이진수를 설정할 수 있다. 일례로, 디스크립터(H11)의 가장 왼쪽 칸에는 제1픽셀(G1)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 두 번째 칸에는 제2픽셀(G2)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 세 번째 칸에는 제3픽셀(G3)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 네 번째 칸에는 제4픽셀(G4)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 다섯 번째 칸에는 제5픽셀(G5)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 여섯 번째 칸에는 제6픽셀(G6)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 일곱 번째 칸에는 제7픽셀(G7)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H11)의 여덟 번째 칸에는 제8픽셀(G8)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다.
바이너리패턴생성부(50)는 도 10에 도시된 바와 같이, 현재이미지의 제1위치에 위치한 제1픽셀블록(D21)의 기준픽셀과 비교픽셀 각각에 명도값을 설정할 수 있다. 그리고 8개의 칸으로 구성된 디스크립터(H21)의 각각의 칸에 이진수를 설정할 수 있다. 일례로, 디스크립터(H21)의 가장 왼쪽 칸에는 제1픽셀(G1)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 두 번째 칸에는 제2픽셀(G2)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 세 번째 칸에는 제3픽셀(G3)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 네 번째 칸에는 제4픽셀(G4)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 다섯 번째 칸에는 제5픽셀(G5)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 여섯 번째 칸에는 제6픽셀(G6)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 일곱 번째 칸에는 제7픽셀(G7)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H21)의 여덟 번째 칸에는 제8픽셀(G8)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다.
비교부(60)는 배경이미지(B)에 형성된 제1위치에 위치한 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수 그리고 현재영상이미지(C)에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수를 배타적 논리합(XOR: Exclusive or) 연산하여 연산값을 출력한다. 또는 비교부(60)는 도 11에 도시된 바와 같이 배경이미지(B)에 형성된 제1위치에 위치한 픽셀블록을 통해 생성된 배경디스크립터(H11) 그리고 현재영상이미지(C)에 형성된 제1위치에 위치한 픽셀블록을 통해 생성된 현재영상디스크립터(H21)의 동일한 순번의 칸에 설정된 이진수를 배타적 논리합 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터(H31)를 생성한다. 여기서, 제1위치는 배경이미지 및 현재영상이미지에 픽셀블록이 위치할 수 있는 어느 위치를 의미한다. 그러나, 본 발명에 대한 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록, 본 명세서 상에서 제1위치는 배경이미지 및 현재영상이미지의 오른쪽 상단에 픽셀블록이 위치하는 위치로 가정한다.
노이즈제거부(70)는 비교부(60)에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 미만이면, 현재영상이미지(C)의 제1위치의 픽셀블록을 배경이미지(B)의 첫 번째 위치에 위치한 픽셀블록으로 마스킹하며 배경이미지의 첫 번째 위치에 위치한 노이즈를 제거한다. 일례로, 노이즈제거부(70)는 도 12에 도시된 바와 같이 배경이미지에 있는 노이즈(E)를 제거할 수 있다.
이하, 도 13 내지 도 16을 참조하여, 배경이미지의 n번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되며 형성된 배경디스크립터 및 그에 따라 제n픽셀블록이 그대로 출력되는 상태에 대해 설명한다.
도 13은 배경이미지의 n번째 위치에 위치한 픽셀블록에 이진수가 할당되며 형성된 배경디스크립터를 나타낸 도면이고, 도 14는 현재이미지의 n번째 위치한 픽셀블록에 명도값이 할당되고, 할당된 명도값에 기반하여 이진수가 할당되며 형성된 현재영상디스크립터를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 1의 비교부가 도 13에 형성된 배경디스크립터와 도 14에 형성된 현재영상디스크립터를 비교 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터의 생성과정을 나타낸 도면이다. 그리고 도 16은 배타적 논리합 연산디스크립터의 이진수 ‘1’의 개수를 확인하여, ‘1’의 개수가 기준개수 이상이게 되면서, 현재영상디스크립터와 대응되는 제n픽셀블록이 그대로 출력된 도면이다.
바이너리패턴생성부(50)는 도 13에 도시된 바와 같이, 배경이미지의 n번째위치에 위치한 제1픽셀블록(D1n)의 기준픽셀과 비교픽셀 각각에 명도값을 설정할 수 있다. 그리고 8개의 칸으로 구성된 디스크립터(H1n)의 각각의 칸에 이진수를 설정할 수 있다. 일례로, 디스크립터(H1n)의 가장 왼쪽 칸에는 제1픽셀(G1)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 두 번째 칸에는 제2픽셀(G2)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 세 번째 칸에는 제3픽셀(G3)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 네 번째 칸에는 제4픽셀(G4)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 다섯 번째 칸에는 제5픽셀(G5)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 여섯 번째 칸에는 제6픽셀(G6)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 일곱 번째 칸에는 제7픽셀(G7)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H1n)의 여덟 번째 칸에는 제8픽셀(G8)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다.
바이너리패턴생성부(50)는 도 14에 도시된 바와 같이, 현재이미지의 n번째 위치에 위치한 제1픽셀블록(D2n)의 기준픽셀과 비교픽셀 각각에 명도값을 설정할 수 있다. 그리고 8개의 칸으로 구성된 디스크립터(H2n)의 각각의 칸에 이진수를 설정할 수 있다. 일례로, 디스크립터(H2n)의 가장 왼쪽 칸에는 제1픽셀(G1)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 두 번째 칸에는 제2픽셀(G2)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 세 번째 칸에는 제3픽셀(G3)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 네 번째 칸에는 제4픽셀(G4)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 다섯 번째 칸에는 제5픽셀(G5)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 여섯 번째 칸에는 제6픽셀(G6)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 일곱 번째 칸에는 제7픽셀(G7)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘1’이 설정된다. 그리고 디스크립터(H2n)의 여덟 번째 칸에는 제8픽셀(G8)과 기준픽셀(S)간 비교값에 대응되는 이진수 ‘0’이 설정된다.
비교부(60)는 배경이미지(B)에 형성된 n번째 위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 설정된 이진수 그리고 현재영상이미지(C)에 형성된 n번째 위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수를 배타적 논리합(XOR: Exclusive or) 연산하여 연산값을 출력한다. 또는 비교부(60)는 도 15에 도시된 바와 같이 배경이미지(B)에 형성된 n번째 위치에 위치한 픽셀블록을 통해 생성된 배경디스크립터(H1n) 그리고 현재영상이미지(C)에 형성된 n번째 위치에 위치한 픽셀블록을 통해 생성된 현재영상디스크립터(H2n)의 동일한 순번의 칸에 설정된 이진수를 배타적 논리합 연산하여 배타적 논리합 연산디스크립터(H3n)를 생성한다.
노이즈제거부(70)는 비교부(60)에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 이상이면, 현재영상이미지(C)의 제1위치의 픽셀블록의 이미지를 그대로 출력할 수 있다. 일례로, 노이즈제거부(70)는 도 16에 도시된 바와 같이 현재이미지에 있는 객체(F)를 그대로 출력할 수 있다.
전술한 구성요소들 간 유기적 연계를 통해, 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템(1)은 영상의 빛 번짐 또는 빛 반사의 노이즈를 명확하게 제거하며 후처리 필터링의 효율을 높일 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 야간에 촬영된 영상 이미지의 영상처리에 있어 높은 효율을 나타낼 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템
10: 배경영상부 20: 현재영상부
30: 블록생성부 40: 명도값할당부
50: 바이너리패턴생성부 60: 비교부
70: 노이즈제거부
A: 카메라
B1: 배경이미지 C: 현재영상이미지
D: 복수 개의 픽셀블록
D11: 기준배경이미지 제1픽셀블록
D1n: 기준배경이미지 제m픽셀블록
D21: 현재영상이미지 제1픽셀블록
D2n: 현재영상이미지 제m픽셀블록
E: 노이즈 F: 객체
G1~G8: 제1픽셀 ~ 제8픽셀
H: 디스크립터
H1: 배경디스크립터 H2: 현재영상디스크립터
H3: 배타적 논리합 연산디스크립터

Claims (4)

  1. 카메라(A)로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이(YUV) 영상이미지에 발생한 노이즈를 제거하는 시스템에 있어서,
    제1시간에 카메라(A)로부터 복호화 과정을 거쳐 생성된 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 일정시간 누적하여 평균이미지로 변환하고 이를 배경이미지(B)로 설정하는 배경영상부(10);
    제2시간에 카메라(A)에서 와이유브이(YUV) 영상이미지의 루마성분(Y성분)이 되는 회색이미지를 획득하여 현재영상이미지(C)로 설정하는 현재영상부(20);
    배경영상부(10)에서 배경이미지(B)를 획득하고 현재영상부(20)에서 현재영상이미지(C)를 획득하여, 배경이미지(B)와 현재영상이미지(C)에 가로 3개의 픽셀과 세로 3개의 픽셀 구조로 형성된 복수 개의 픽셀블록(D)을 생성하여, 복수 개의 픽셀블록을 배경이미지(B)에 매핑하고, 복수 개의 픽셀블록을 현재영상이미지(C)에 매핑하는 블록생성부(30);
    픽셀블록(D)에서 중앙 영역에 형성된 픽셀을 기준픽셀(S)로 설정하고 기준픽셀 이외의 다른 8개의 픽셀을 비교픽셀(G1~G8)로 설정한 후,
    픽셀블록이 매핑된 배경이미지(B)에 형성된 각 기준픽셀(S)과 비교픽셀(G1~G8)이 위치한 배경이미지(B)의 명도값을 추출한 후, 기준픽셀(S)과 비교픽셀에 명도값을 할당하고,
    픽셀블록이 매핑된 현재영상이미지(C)에 형성된 각 기준픽셀(S)과 비교픽셀(G1~G8)이 위치한 현재영상이미지(C)의 명도값을 추출한 후, 기준픽셀(S)과 비교픽셀에 명도값을 할당하는 명도값할당부(40);
    기준픽셀의 명도값과 비교픽셀의 명도값의 크기를 비교해, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 이하인 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수‘0’을 설정하고, 비교픽셀의 명도값이 기준픽셀의 명도값 보다 큰 경우, 비교픽셀의 영역에 이진수 ‘1’을 설정하는 바이너리패턴생성부(50);
    배경이미지(B)에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수와 현재영상이미지(C)에 형성된 제1위치의 픽셀블록의 비교픽셀에 할당된 이진수를 배타적 논리합(XOR: Exclusive or)으로 연산하여 연산값을 출력하는 비교부(60) 및
    비교부(60)에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 미만이면, 현재영상이미지(C)의 제1위치의 픽셀블록을 배경이미지(B)의 제1위치의 픽셀블록으로 마스킹하는 노이즈제거부(70)를 포함하는, 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 노이즈제거부(70)는,
    비교부(60)에서 출력된 연산값 가운데 이진수 ‘1’의 개수가 기준개수 이상이면, 현재영상이미지(C)의 제1위치의 픽셀블록의 이미지를 그대로 출력하는, 명도계산에 기반한 로컬 바이러니 패턴을 이용한 노이즈 제거 시스템.
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