AWGN환경에서 에지보호를 위한 개선된 잡음제거 알고리즘에 관한 연구

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.8

최근 들어, 디지털 영상처리 장치에 대한 수요가 급격히 증대되면서 영상의 우수한 화질이 요구되고 있다. 그러나 여러 가지 원인에 의해 잡음이 추가되어 영상을 훼손시킨다. 따라서 잡음제거에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 잡음제거 기술은 주요한 연구 분야가 되었다. 영상은 AWGN(additive white Gaussian noise)에 의해 많이 훼손되며, 본 논문에서는 AWGN을 제거하기 위해, 에지보호를 위한 개선된 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 먼저 공간거리 차이 정보를 고려한 가중치 필터와 적응 가중치 필터로 처리한 결과값의 평균과 마스크내의 분산과 추정된 잡음분산의 관계식에 의해 처리된 값을 합하여, 영상의 최종출력값을 구한다. 따라서 제안한 방법은 우수한 잡음제거 및 에지보존 특성을 나타내었고 영상의 화질을 개선하였다. Nowadays, the high quality of image is required with the demand for digital image processing devices is rapidly increasing. But image always damaged by many kinds of noises and it is necessary to remove noise and the denoising becomes one of the most important fields. In many cases image is corrupted by AWGN(additive white Gaussian noise). In this paper, we proposed an improved denoising algorithm with edge preservation. The proposed algorithm averages values processed by spatial weighted filter and self adaptive weighted filter. Then we add the value which is computed by the equation considering variance of mask and the estimated noise variance. Through the experience, the proposed filter performs well on noise suppression and edge preservation properties and improves the image visual quality.

임펄스 잡음환경에서 방향성을 고려한 가중치 필터 알고리즘에 관한 연구

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.7

현재, 디지털 시대의 급속 발전과 함께 멀티미디어 관련 영상 장치들이 대중화 되고 있다. 그러나 영상 데이터를 처리하는 과정에서 임펄스 잡음에 의해 영상이 훼손되어 영상 인식이 어렵게 되며, 이러한 영상을 복원하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 임펄스 잡음환경에서 훼손된 영상을 복원하기 위해 훼손된 화소를 중심으로 방향성과 화소 사이의 공간적 거리에 따라 가중치를 적용하는 영상복원 필터 알고리즘을 제안하였다. 그리고 개선 효과의 객관적 판단 기준으로 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하여 기존의 방법들과 비교하였다. Currently, with the rapid development of the digital age, multimedia-related image devices become popular. However, images are susceptible to corruption in processing image data due to the impulse noise and active researches have been conducted to restore these images. This paper, in order to restore the damaged images in impulse noise environments, suggested an image restoration algorithm which applies weights depending on spatial distance between directionality and pixel by focusing on damaged pixels. Additionally, this algorithm was compared with existing methods by using the PSNR (peak signal to noise ratio) as the objective standard to judge whether there were improved effects.

임펄스 잡음 제거를 위한 개선된 적응 메디안 필터

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.4

영상전송 등의 과정에서 임펄스 잡음에 의한 영상의 열화가 발생하며, 이러한 잡음을 제거하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 대표적인 임펄스 잡음제거 방법에는 SM 필터(Standard Median Filter)가 있지만, SM 필터는 임펄스 잡음 밀도가 커짐에 따라 에지 영역에 오류를 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 영상의 에지를 보존하기 위해 또한 영상의 왜곡을 줄이기 위해 변형된 적응 메디안 필터 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 알고리즘은 여러 영역에서 모두 우수한 결과를 나타내었고, 평가기준으로 PSNR을 사용하였다. Image degradation caused by the impulse noise is generated in the process of image transmission and so on. It has been studied by many researchers in order to remove these noise. The representative impulse noise removal method includes SM filter. Though SM filter will indicate errors by the increasing of impulse noise density. Therefore, in this paper, in order to preserve the edges of the image, and reduce the distortion of the image, an improved adaptive median filter algorithm is proposed. In the simulation results, the algorithm showed excellent results in all several areas, and the PSNR is used as the criterion of evaluation.

임펄스 잡음환경에서 표준편차를 이용한 변형된 메디안 필터

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.7

최근 산업사회가 고도의 디지털 정보화 시대로 발전함에 따라 영상처리는 여러 분야에 활용되고 있다. 그러나 여전히 데이터를 처리하는 과정에서 다양한 잡음에 의해 영상의 열화가 발생하며, 잡음을 제거하기 위해 여러 가지 방법의 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 임펄스 잡음을 제거하기 위해, 표준편차를 이용한 변형된 메디안 필터를 제한하였다. 제안한 알고리즘은 잡음판단과 잡음제거 두 부분으로 나누며, 비 잡음 신호는 그대로 보존하고, 잡음 신호는 필터처리 한다. 그리고 객관적 판단을 위해 기존의 방법들과 비교하였으며, 판단의 기준으로 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하였다. Recently, as industrial society is developed as high digital information age, image processing is used in a variety of areas. However, image deterioration is still occurred by several noises in the data processing, and different kinds of researches are in progress for noise removal. Therefore, this paper limited the modified median filter by using standard deviation to removes impulse noise. The proposed algorithms divided into noise detection and noise removal, the noise free pixel is maintained, the noise pixel filtered. And it was compared with the existing methods for its objective judgment, using PSNR(peak signal to noise ratio) as standard criteria.

임펄스 잡음제거를 위한 변형된 비선형 필터

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.4

영상 신호처리 시스템의 전송 과정에서 여러 가지 원인으로 영상의 열화가 발생하고 있으며 열화의 주된 원인은 잡음에 의한 것으로 알려져 있다. 임펄스 잡음환경에 의해 훼손된 영상의 잡음을 제거하는 대표적인 방법은 SM(standard median filter)가 많이 사용되고 있으며 이 필터는 영상의 에지영역에서 특성이 저하되는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 비임펄스 신호를 스무딩시키면서 에지를 보존하는 비선형 필터를 제안하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 그 성능을 비교한 결과 영상의 개선 정도를 나타내는 PSNR(peak signal to noise ratio)의 수치가 기존의 방법들보다 우수하였으며, 에지보존특성도 우수하였다. 본 논문에서 제안한 비선형 필터는 영상의 임펄스 잡음제거에 유용하게 응용될 것으로 사료된다. In the transmitting process of image signal processing system, there are several different causes of degradation that have been occurring. The main cause of degradation is attributed to the noise. The most representive method of removing noise of image, which is caused by impulse noise environment, is using the SM(standard median filter). At edge, the filter has a special feature which has a tendency to decrease. As a result, we proposed a nonlinear filter that restores the image considering edge quality in the impulse noise environment. And through the simulation, we compared with the many of the conventional algorithms and the value of the PSNR(peak signal to nise ratio) is better than them and preserve the edge very well. So the nonlinear filter that proposed in this paper is excepted to help improve restoring the images that in impulse noise environment.

AWGN 환경에서 영상복원 필터에 관한 연구

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.4

최근, 영상정보에 관련된 하드웨어 및 소프트웨어 등의 기술이 발달함에 따라 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 수요가 증가 되고 있다. 그러나 영상 신호의 처리, 전송, 저장하는 과정에서 여러 외부 원인에 의해 영상의 열화가 발생되며, 영상 열화의 주된 원인은 잡음에 의한 것이다. 영상은 대부분 AWGN(additive white Gaussian noise)에 의해 훼손되며, 잡음 제거를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 영상에 첨가되는 AWGN의 영향을 완화하기 위하여, 공간 영역에서의 저주파 및 고주파 특성이 우수한 잡음제거 알고리즘을 제안하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 결과를 비교하였으며, 성능의 평가를 위하여 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하였다. Recently, with the development of hardware and software technology related with image information delivery, the demand for various multimedia service has increased. But, the process of treating, sending, and storing image signals generates image degradation by various external causes. The main cause of image degradation is noise. image is mostly damaged by AWGN (additive white Gaussian noise). Therefore, there have been active researches on noise elimination. This paper, to reduce the effects of AWGN added to the image, suggests a noise-eliminating algorithm which is excellent in low-frequency and high-frequency characteristics in space. And, this paper, through simulation techniques, compared the result of the suggested algorithm with those of the existing methods. And, to evaluate the performance of it, PSNR (peak signal to noise ratio) was used.

복합잡음 환경에서 비선형 필터 알고리즘을 이용한 잡음제거 방법

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.9

현대 사회의 정보 통신은 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 관련한 디지털 장치가 대중화되고 있으며 디지털 영상은 생산 및 과학연구에 광범위하게 응용되고 있다. 그러나 일반적으로 영상의 전송 및 저장하는 과정에서 잡음이 첨가되어 영상의 질을 저하시킨다. 본 논문에서는 영상에 첨가되는 복합잡음의 영향을 완화하기 위하여 공간영역에서 잡음의 종류에 의해 임펄스 잡음과 가우시안 잡음을 분류하여 처리하며, 임펄스 잡음일 경우, 변형된 비선형 필터 처리하고 가우시안 잡음일 경우, 가중치를 적용시켜 처리하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하여 제안한 알고리즘의 우수성을 판단하였다. In modern society digital equipments that are related with various hardware and software are popularized, and digital images are widely applied in the field of production and scientific research. In general, however, images are degraded by the noise in the process of transmission and storage. In this paper, to reduce the influence of mixed noises, the algorithm in which noises in the space area are classified into impulse noise and Gaussian noise and this is processed by applying weighted value, while that is processed by modified nonlinear filter is proposed. And the excellence of the proposed algorithm is judged by PSNR(peak signal to noise ratio).

복합잡음 환경에서 비선형 필터를 사용한 영상복원

김남호,Kim, Nam-Ho 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.10

The digital images are being degraded by noise in the process of acquisition, storage and transmission, Gaussian or impulse noise is the representative noise. Meanwhile, the image has lots of tendency to be degraded by complex noise, so various researches are being conducted for reducing these complex noise. In this paper, to remove complex noise, the algorithm processed by modified switching median filter and modified adaptive weighted filter according to the result after judging the kinds of noise is proposed. In the simulation result, excellent denoising capabilities. Furthermore, we compared proposed algorithm with existing methods for objective judgement, and PSNR(peak signal to noise ratio) is used by the criterion of judgement. 디지털 영상은 획득, 저장 및 전송하는 과정에서 잡음에 의해 영상의 열화가 발생하고 있으며, 가우시안 또는 임펄스 잡음이 대표적이다. 한편, 영상은 복합잡음에 의해 훼손되는 경향이 많으며, 이러한 복합잡음을 제거하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 복합잡음을 제거하기 위해, 먼저 잡음의 종류를 판단한 후, 판단된 결과에 따라 변형된 스위칭 메디안 필터와 변형된 적응 가중치 필터로 처리하는 알고리즘을 제안하였으며, 시뮬레이션 결과 우수한 잡음제거 특성을 나타내었다. 그리고 객관적 판단을 위해 기존의 방법들과 비교하였으며, 판단의 기준으로 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하였다.

당뇨병과 신장합병증

김남호,Kim, Nam-Ho 사단법인 한국당뇨협회 2006 당뇨 Vol.204 No.-

당뇨병은 피 속에 포도당이 높아져 이에 따른 각종 합병증으로 심각한 상황을 초래할 수 있는 질환이다. 이 중에서 신장 합병증은 중요한 당뇨병성 합병증 가운데 하나인데, 당뇨병환자가 점차 늘어가면서 최근에는 인공 신장 치료 환자의 가장 큰 원인으로 당뇨병을 꼽고 있는 실정이다. 따라서 당뇨병환자는 모든 합병증과 더불어 신장 합병증에도 큰 주위를 기울여야 한다.

웨이브렛 기반 에지 검출기에 관한 연구

김남호,배상범,Kim, Nam-Ho,Bae, Sang-Bum 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.2

신호에서 급격한 변화의 지점은 신호의 특징을 분석함에 있어서 가장 중요한 요소이며, 영상에서 에지는 위치, 모양 그리고 재질 등과 같은 다양한 정보를 포함한다. 따라서 이러한 에지를 검출하기 위한 많은 연구가 수행되었으며, 공간영역에서 컨벌루션 마스크를 이용한 방법들이 대표적이다. 그러나 이와 같은 초기의 방법들은 영상에 잡음과 다양한 종류의 에지가 존재할 경우, 선택적으로 에지를 분리하는 것이 용이하지 않다. 한편, 멀티스케일 에지 검출이 가능한 웨이브렛은 영상의 특징들을 분석하기 위해 광범위하게 응용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 잡음에 강인한 웨이브렛 기반의 에지 검출기를 제안하여 라인-에지 성분을 선택적으로 분리 검출하였다. Points of sharp variations in signals are the most important factors when analyzing the features of signals. And in the image, edges include diverse information such as the locations, shape and material. There have been a variety of researches on edge detections, among them, methods based on convolution in the spatial domain have been most popular. However at the early stage of the method, if the noise and many kinds of edges exist in the image, it is not easy to separate edges selectively from corrupted images by noise. In meantime, the wavelet transform for multiscale edge detection is being applied widely to analyze the properties of images in various fields. In this paper, we suggest a robust wavelet-based method, which selectively detects line-edge elements from images in the presence of noise.