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다중필터와 이방성 확산을 이용한 극 저조도 조건에서의 미광증폭장비 영상 개선
문진규(Jin-Kyu Moon) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.7
미광증폭장비는 밤과 같이 어두운 환경에서 주로 가시광선 대역의 약한 빛을 증폭시켜 육안으로 관측할 수 있을 정도의 밝기로 만들어주는 장비이다. 이러한 방식은 어느 정도의 약한 빛이 존재하는 환경에서는 그 증폭 효과를 제대로 발휘하여 선명한 영상을 얻을 수 있지만, 달빛조차 존재하지 않는 극 저조도 환경에서는 기본적으로 증폭시킬 빛이 부족하여 출력 영상에 많은 노이즈로 인하여 화면의 선명도가 저하된다. 본 연구에서는 이러한 극 저조도 환경에서 발생하는 미광증폭장비의 출력 노이즈를 다중 필터와 이방성 확산을 이용하여 화질을 개선하는 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 극 저조도조건에 맞는 환경을 구성한 상태에서 미광증폭장비의 출력 영상을 촬영한 후, 화질 개선을 위한 신호처리를 하였다. 신호처리를 위한 필터의 구성은 영상에 나타나는 주된 노이즈인 점 노이즈 제거와 가우시안 노이즈의 효과적인 제거를 위하여 메디안 필터, 위너 필터를 적용시킨 후 이방성 확산을 이용하였다. 실험 결과 화질이 개선됨을 육안으로 확인할 수 있었고, 정량지표인 PSNR 및 SSIM으로 비교하여 측정한 방법에서도 모두 개선된 값을 보여주었다. An image intensifying device is equipment that makes weak objects visible in a dark environment, such as making nighttime bright enough to let objects be visually observed. It is possible to obtain a clear image by amplifying the light in the presence of a certain amount of weak light. However, in an extremely low-light environment, where even moonlight is not present, there is not enough light to amplify anything, and the sharpness of the screen deteriorates. In this paper, a method is proposed to improve image quality by using multiple filters and anisotropic diffusion for output noise of the image-intensifying device in extreme low-light environments. For the experiment, the output of the image-intensifying device was obtained under extremely low-light conditions, and signal processing for improving the image quality was performed. The configuration of the filters for signal processing uses anisotropic diffusion after applying a median filter and a Wiener filter for effective removal of salt-and-pepper noise and Gaussian noise, which constitute the main noise appearing in the image. Experimental results show that the improvement visually enhanced image quality. Both peak signal-to-noise ratio (PSNR) and SSIM, which are quantitative indicators, show improved values.
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