영역 기반 부호화를 위한 결합 분할 척도를 이용한 영상 분할

송근원,김경만,민각,이채수,남재열,하영호,Song, Kun-Woen,Kim, Kyeong-Man,Min, Gak,Lee, Chae-Soo,Nam, Jae-Yeal,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.38 No.5

본 논문에서는 먼저 영역 기반 부호화를 위한 새로운 결합 분할 척도를 정의하고 이를 이용한 새로운 영상 분할 알고리즘을 제안한다. 결합 분할 척도는 기존의 밝기 분할 척도, 움직임 분할 척도 및 제안한 변화 검출기로부터 정의되는 변화 분할 척도의 가중 합으로 구성된다. 변화 분할 척도는 기존의 변화 검출기의 결과 영상에 포함되어있는 많은 부정확한 요소들을 제거하기 위하여 수리 형태학에 기반한 녹임 필터링된 영상으로부터 한 화소와 이와 인접한 화소간의 변화 차의 절대값으로 정의된다. 변화 분할 척도는 움직임이 있는 이동체 영역과 배경 영역간의 정차한 분할을 하는데 있어서 효과적인 분할 척도로 사용될 수 있다. 그러므로 제안한 결합 분할 척도는 영역 기반 영상압축의 영상 분할과정에서 추정된 움직임 정보가 부정확하고, 움직임이 있는 이동체 영역과 배경 영역간의 경계 부분에서의 밝기가 유사하더라도 이들간의 경계를 정확히 분할할 수 있다. In this paper, we firstly define a new combined segmentation measure and propose a segmentation algorithm using this measure. The combined segmentation measure is a weighted sum of intensity, motion, and a change segmentation measure that is extracted from the resulting image of the proposed change detector. The change segmentation measure is defined as an absolute change value difference between an pixel and its neighboring region from the eroded image, which results from morphological erosion filtering to eliminate many inaccurate components included in the resulting image of a conventional change detector. The change segmentation measure can be used as an efficient segmentation measure for the accurate segmentation of neighboring moving objects and static background regions. Therefore, the proposed combined segmentation measure can determine exact boundaries in the segmentation process of region-based coding even though the estimated motion vectors around the boundaries of moving objects and static background regions are inaccurate and the intensities around the boundaries are similar.

형태학적 정규화 패턴 스펙트럼을 이용한 질감영상 분류

송근원,김기석,도경훈,하영호,Song, Kun-Woen,Kim, Gi-Seok,Do, Kyeong-Hoon,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 1996 전자공학회논문지-B Vol.b33 No.1

본 논문에서는 일반적인 환경인 카메라의 줌 기능(zoom-in, zoom-out)에 의해 임의로 크기 변화된 질감 영상들을, 크기변화에 무관한 형태학적 정규화(normalized) 패턴 스펙트럼에 기반하여 분류하였다. 정규화 패턴 스펙트럼은 질감영상으로부터 형태학적 패턴 스펙트럼을 구하고 이로부터 크기변화 성분을 구한 다음 크기 변화비에 따른 선형보간을 하여 같은 부류의 질감영상내에서 크기변화를 통합함을 뜻한다. 본 논문에서는 패턴 스펙트럼을 구할 때 기존의 방법과 달리 영상의 문턱값을 중심으로 두 부분으로 계산하였다. 즉 문턱값 이상을 가지는 화소들에 대해서는 opening방법으로 패턴 스펙트럼을 구하였고 문턱값 미만을 가지는 화소들에 대해서는 closing방법으로 패턴 스펙트럼을 구하여 효과적인 정보추출을 하였다. 또 본 논문에서는 각각 명암도 방법과 이진 방법에 대한 분류 정확도를 비교 검토하였다. 제안된 방법은 효과적인 정보추출, 높은 분류 정확도, 계산량 감소, 및 병렬처리 구현등의 여러 가지 장점이 있다. 특히 제안된 방법은 질감영상 학습단계에서 최근의 방법들과는 달리 다양하게 크기변환된 질감영상들을 사용하지 않고, 즉 기준크기(1:1) 질감영상만을 사용하였음에도 불구하고 높은 분류 정확도를 얻을 수 있었다. In this paper, a scheme of classification of scaled textured images using normalized pattern spectrum incorporating arbitrary scale changes based on mathematical morphology is proposed in more general environments considering camera's zoom-in and zoom-out function. The normalized pattern spectrum means that firstly pattern spectrum is calculated and secondly interpolation is performed to incorporate scale changes according to scale change ratio in the same textured image class. Pattern spectrum is efficiently obtained by using both opening and closing, that is, we calculate pattern spectrum by opening method for pixels which have value more than threshold and calculate pattern spectrum by closing method for pixels which have value less than threshold. Also we compare classification accuracy between gray scale method and binary method. The proposed approach has the advantage of efficient information extraction, high accuracy, less computation, and parallel implementation. An important advantage of the proposed method is that it is possible to obtain high classification accuracy with only (1:1) scale images for training phase.

피부색 정보의 적응적 선택과 투영 기법을 이용한 얼굴 영역 추출

송근원 ( Kun Woen Song ) 한국화상학회 2010 한국화상학회지 Vol.16 No.2

본 논문에서는 피부색 정보의 적응적 선택과 투영 기법을 이용한 얼굴 영역 추출 알고리즘을 제안한다. 얼굴 후보 영역은 피부색 정보를 얻은 후, 전체 화소수와 추출된 화소수의 비에 따라 3단계로 나누어 추출한다. 투영 기법에서는 얼굴 후보 영역을 수직 투영하여 얼굴 폭을 추정한 후, 추정된 정보를 수평 투영에 적용하여 얼굴 길이를 추정함으로써 최종 얼굴 영역을 추출하였다. 인터넷 및 다양한 환경에서 획득된 영상에 대한 실험 결과 제안한 알고리즘은 정확한 얼굴 영역을 추출할 수 있음을 알 수 있었다. In this paper, a face region extraction algorithm using adaptive selection of skin color information and projection is proposed. The face candidate region is extracted by using the proposed three-step processes according to the ratio between total pixels number and the extracted pixels number. After the extraction of face candidate image using adaptive skin color information, we project it into vertical direction to estimate the width of the face. Then the redundant parts of the face are efficiently removed by using the estimated face width. And the width information of the face is used at the horizontal projection step to extract the height of the face, and non-face regions such as the neck and some background regions, which are represented as the similar skin color, are effectively eliminated. From the experiment results for the various images, the proposed algorithm shows more accurate results than the conventional algorithm.

초저속 전송을 위한 영역간의 대조 차를 이용한 계층적 영상 분할

송근원(Kun-Woen Song),김기석(Gi一Seok Kim),박영식(Young-Sik Park),하영호(Yeong-Ho Ha) 한국방송·미디어공학회 1996 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.1996 No.-

영역기반 초저속 부호화를 위한 인간 시각 체계에 기반한 계층적 영상 분할

송근원,박영식,한규필,남재열,하영호,Song, Kun-Woen,Park, Young-Sik,Han, Kyu-Phil,Nam, Jae-Yeal,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.1

본 논문에서는 인간 시각 체계에 기반하여 주관적 화질의 열화없이 전송 정보량을 효과적으로 줄일 수 있고, 또한 전송 정보량을 조절할 수 있는 영역기반 초적속 부호화에 적합한 새로운 계층적 영상 분할 알고리즘을 제한한다. 제안한 알고리즘은 각 단계에서 수리 형태학에 기반한 영상 분할과 인간 시각 체계를 고려한 영역 볍합 고조로 이루어져 있다. 영상분할은 3단계의 계층적 구조로 이루어져 있으며, 영역 병합은 각 단계에서 인간 시각 체계에 기반하여 인간 시각이 구분할 수 없는 두 인접 영역의 쌍들을 추출한 후 영역 병합을 수행한다. 이때 인간 시각 체계에 기반하여 병합할 영역을 추출하고 제안한 병합을 우선 순위 함수에 의한 병합 우선 순위에 따른 영역 볍합ㅇ르 차례로 수행하여 영역의 수를 효과적으로 줄임으로써 영역기반 초저속 부호화시 과다한 윤곽선 정보로 인한 병목현상을 개선할 수 있다. 그리고 각 단계에서의 영역 병합시 정보량 조절 요소 값에 따라 전송 정보량을 조절할 수 있어 기존의 방법보다 유연한 분할 구조를 나타낸다. 실험을 통하여 제안한 방법은 기존의 방법보다 PSNR 및 주관적 화질은 유사하나, 전송할 윤곽선 정보는 상당히 줄일 수 있어 영역기반 초적속 부호화를 위한 효율적 영상 분할 알고리즘임을 알 수 있다. In this paper, a new hierarchical image segmentation algorithm based on human visual system(HVS) characteristic is proposed which can efficiently reduce and control transmission information quantity without the degradation of the subjective and objective image quality. It consists of image segmentation based on mathematical morphology and region merging considering HVS characteristic for the pairs of two adjacent regions at each level of the hierarchy. Image segmentation is composed of 3-level hierarchical structure. In the region merging structure of each level, we extract the pairs of two adjacent regions which human vision can't discriminate, and then merge them. The proposed region merging method extracts pairs of two neighbor regions to be merged and performs region merging according to merging priority based on HVS characteristics. The merging priority for each adjacent pair is determined by the proposed merging priority function(MPF). First of all, the highest priority pair is merged. The information control factor is used to regulate the transmission information at each level. The proposed segmentation algorithm can efficiently improve bottleneck problem caused by excessive contour information at region-based very low bit rate coding. And it shows that it is more flexible structure than that of conventional method. In experimental results, though PSNR and the subjective image quality by the proposed algorithm is similar to that of conventional method, the contour information quantity to be transmitted is reduced considerably. Therefore it is an efficient image segmentation algorithm for region-based very low bit rate coding.

인덱스 변환 함수를 이용한 벡터 양자화 기반의 견고한 다중 워터마킹 방법

배성호,송근원,Bae Sung-Ho,Song Kun-Woen 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지B Vol.12 No.5

본 논문에서는 인덱스 변환 함수를 이용한 벡터양자화 기반의 견고한 다중 워터마킹 방법을 제안한다. 기존의 워터마크 삽입 방법들은 단지 하나의 워터마크를 원영상에 삽입하는데 비해 제안한 방법에서는 저작권 보호를 위하여 여러 개의 워터마크를 삽입한다. 제안한 방법은 다양한 공격에서도 벡터양자화 인덱스들의 변화를 최소화시키는 인덱스 변환 함수를 사용하여 견고성을 효과적으로 개선시킨다. 실험을 통하여 제안한 방법이 기존의 벡터양자화 기반의 다중 워터마킹 방법과 비교하여 다양한 공격에서도 견고성이 우수함을 확인하였다. In this paper, we propose a robust multi-watermarking method based on vector quantization using an index transform function. In contrast with the conventional watermark embedding methods to embed only one watermark at a time into the original image, we present a method to embed multiple watermarks for copyright protection. The proposed method efficiently enhances the robustness by index transform function which minimizes changes of vector quantization indices against various attacks. Experimental results show that the proposed method has a good robustness against various attacks compared with the conventional multi-watermarking method based on vector quantization.

영역기반 영상부호화를 위한 이진 분열에 의한 계층적인 영상분할

박영식,송근원,한규필,이호영,남재열,하영호,Park, Young-Sik,Song, Kun-Woen,Han, Kyu-Phil,Lee, Ho-Young,Nam, Jae-Yeal,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.8

본 논문에서는 이진 분열(binary split)에 의한 새로운 계층구조(hierarchical structure)의 형태학적 영상분할 알고리즘을 제안하였다. 이는 각 계층에서 화질이 가장 낮은 하나의 영역에서 생성된 여러 마커중에서 단지 밝기 차가 가장 큰 두 개의 마커를 이용하여 두 영역으로 분할한다. 따라서 제안한 알고리즘은 기존의 방법보다 제한된 개수의 영역으로 화질의 개선을 가져오고 부호화 비용이 많이 소요되고, 인간시각에 민감하지 않는 경계선 정보를 감소시킨다. 또한 분할되는 영역의 개수를 조절할 수 있어 대역폭이 매우 제한된 PSTN(public switched telephone network), LAN, 그리고 이동통신망과 같은 환경에서 사용하기에 적합하다. 그리고 분할 결과에서 작은 영역을 없애기 위한 후처리 과정이 필요 없고, 각 계층의 단순화 단계에서 작은 크기의 형태소만을 사용하므로 기존의 방법보다 연산량이 적고 구조적으로 매우 간단하다. In this paper, a new morphological image segmentation algorithm of hierarchical structure by binary split is proposed. It splits a region with the lowest quality into two regions using only two markers having the highest contrast. Therefore, it improves the quality of image with limited regions and reduces contour information which is not sensitive to human visual system, when compared with the conventional algorithm. It is appropriate to PSTN, LAN, and mobile networks, of which the available transmission bandwidth is very limited, because the number of regions can be controlled. And the proposed algorithm shows very simple structure because it doesn't need post processing to eliminate small regions and reduces much computation by using only structuring element of small size at simplification step of each hierarchical structure when compared with the conventional algorithm.

도트 패턴 데이터 베이스를 이용한 모델 기반 칼라 영상 중간조 알고리즘

김경만,송근원,민각,김정엽,하영호,Kim, Kyeong-Man,Song, Kun-Woen,Min, Gak,Kim, Jeong-Yeop,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.38 No.2

본 논문에서는 칼라 영상의 프린팅을 위하여 도트 패턴 데이터 베이스를 이용하는 모델 기반 칼라 영상 중간조 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서 사용된 도트 패턴 데이터 베이스는 블루 노이즈 마스크에 기반하여 칼라 영상을 이루는 RGB 세 도메인의 칼라 값에 따른 원형 도트 중첩 모델을 이용하여 생성된다. 중간조 처리 과정에서는 입력되는 RGB 칼라 값을 재현하기 위하여 입력 칼라 값과 만들어진 도트 패턴 데이터 베이스의 칼라 값을 비교하여 최소가 되는 패턴을 그 칼라 값의 중간조 패턴으로 선택하는데, 이 선택과정에서는 인간 시각의 대조 민감도 함수를 적용함으로써 원영상에 대한 사람의 인식도와 출력을 위해 선택하려는 도트 패턴에 대한 사람의 인식도를 비교하여 좋은 화질의 영상을 출력할 수 있게 한다. 실험에서는 칼라 패치를 만들어 모니터와 프린터데서 출력한 후 칼라 스펙트럼 측정기를 이용하여 측정한 후 칼라 오차인 ΔΕ/Sub ab/를 비교함으로써 본 논문에서 제안한 방법에 의한 결과가 기존의 방법들보다 더 정확히 입력된 칼라를 재현할 수 있음을 보인다. Model-based color image halftoning method using dot-pattern database is proposed for low-resolution color image printing. Dot-pattern database used in the proposed method is based on Blue-Noise Mask. The database consists of dot-patterns constructed by circular dot-overlap model according to each color value. In halftoning procedure, input color value is reproduced as the dot-pattern selected to minimize the difference between the color values of the original image and those of the printed image. Also, the contrast sensitivity function as a human visual model is used to improve the perceived quality of the printed image in dot-pattern selection. Thus, the proposed method can substantially reproduce the color values of the pixels in original image and obtain better image quality. In the experiment, the proposed method has less ΔΕ/Sub ab/ between the original image in monitor and the printed one than that of ED and BNM halftoning. This result approves that the proposed method reproduces better image quality.

분할 기반 영상 부호화를 위한 효율적 윤곽선 부호화

김기석,박영식,송근원,정의윤,김용석,하영호,Kim, Gi-Seok,Park, Young-Sik,Song, Kun-Woen,Chung, Eui-Yoon,Kim, Yong-Suk,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.11

영역 기반 부호화 시 윤곽선의 정보량은 부호화 후 전체 정보량의 큰 부분을 차지한다. 본 논문에서는 분할 기반 영상 부호화를 위한 새로운 적응적 윤곽선 부호화 기법을 제안한다. 주변 영역간의 대비를 고려하여 적응적으로 윤곽선을 부호화하는 제안한 기법을 적용하여 주관적 화질의 저하 없이 전체 윤곽선 정보량을 줄일 수 있다. 영상에 형태학적 분수계 알고리즘을 적용하여 영역별로 분할한 후, 윤곽선 세그먼트들을 인접 영역간의 대비에 따라 분류한다. 분류된 윤곽선 세그먼트 중, 낮은 대비 영역 사이의 윤곽선 세그먼트들은 형태학적 저역 통과 필터 등에 의해 크게 압축할 수 있다. 실험을 통해 제안한 윤곽선 부호화 기법은 초저속 환경 하에서 우수한 수행 결과를 나타내었다. The contour coding usually occupies the biggest part in the encoded bitstream, which causes the bottleneck problem of a region-based coding scheme. In this paper, new adaptive contour coding technique is proposed for the segmentation-based image coding. By adaptive contour coding considering contrast of neighbor regions in the proposed method, the overall bitrate can be significantly reduced without loss of the subjective image quality. After segmentation using watershed algorithm to the image, the contour segments are classified according to the contrast of the adjacent regions. Then, the contour segments between classified low contrast regions are highly compressed using morphological low pass filtering. The needed bits for encoding the contour information is reduced without loss of subjective image quality in the experiment.

장치 보색 색역을 이용한 색역 사상 알고리즘

김경만 ( Kyeong Man Kim ),송근원 ( Kun Woen Song ) 한국화상학회 2002 한국화상학회지 Vol.8 No.2

본 논문에서는 원 장치와 목적 장치 간의 일치된 색 재현을 위한 색역 사상 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서는 보색 대비의 색상 관계를 이용한다. 보색이란 반대 색상을 가진 두 색사이의 관계를 의미하며, 두 색이 혼합되면 두 색 모두 자신의 색을 잃고 회색이 된다. 보색이 되는 두 색을 한 영역에 같이 존재하게 하면 영상에서 서로의 색은 더욱 선명하고 안정감 있게 되는 특성을 지니고 있다. 이 보색 대비의 특성을 이용하여 각 색상에 대하여 색역 사상을 위한 사상점을 명도 축상에 설정하고 이 사상점을 향하여 원 장치의 색을 목적 장치에 압축하거나 확대하는 사상 알고리즘을 제안한다. 실험을 통하여 제안한 알고리즘이 고화질의 출력을 생성할 수 있음을 보인다. In this paper, a color gamut mapping algorithm is proposed to produce a color-matched result between two display devices, ex. monitor and printer or scanner and printer. The proposed algorithm uses complementary color contrast characteristics. The complementary color means the relation between two colors which have opposite hues. If the complementary colors are mixed, then the hues of the original colors are disappeared and a gray color is reproduced. The mixed existence of the complementary colors makes each color of the image sharp, vivid, and stable. The property of the complementary color is used to decide gamut-mapping points of each hue. According to the decided mapping points, the proposed method compresses the original gamut into the reproduction gamut or expands the reproducible gamut area. In the experimental result, the image colors reproduced by the proposed algorithm reproduce higher quality image.