DOI QR코드

DOI QR Code

Bilateral Filter를 이용한 적응적 언샤프 마스킹

Adaptive Unsharp Masking using Bilateral Filter

  • 투고 : 2012.04.27
  • 발행 : 2012.11.25

초록

본 논문에서는 선명도가 향상된 영상의 오버슈트와 계단현상을 줄이기 위해 에지 보존 스무딩 필터인 bilateral filter를 이용한 적응적 언샤프 마스킹 기법을 제안한다. Unsharp masking(UM)을 포함한 기존의 선명도 개선 기법들은 영상의 고주파정보를 강하게 강조하지만, 종종 오버슈트, 잡음증폭, 계단현상 등 여러 문제점들을 야기한다. 제안한 선명도 개선 방법은 bilateral filter를 활용하여 에지를 잘 보존하고, 에지의 방향성에 따라 가중치를 더 세밀하게 조절한다. 따라서 선명도는 향상시키고 오버슈트, 계단현상 문제를 효과적으로 줄일 수 있었다. 기존의 적응적 언샤프 마스킹 기법과 제안하는 방법의 결과영상을 비교하여 실험을 수행한 결과, 제안하는 알고리즘이 적절하게 선명도를 개선함을 보여주었고 오버슈트와 계단현상도 많이 감소시킴을 알 수 있었다.

In this paper, adaptive unsharp masking using bilateral filter, edge-preserving smoothing filter is proposed to reduce the overshoot and jagging artifact in sharpening images. Previous image enhancement methods including unsharp masking(UM) can emphasize high-frequency details strongly, but often cause several artifacts such as overshooting, noise, jagging and so on. Proposed image enhancement method preserves edges well because of using bilateral filter and sensitively controls a weight according to edge's directions. Therefore, it enhances sharpness and effectively reduces overshoot and jagging artifacts. Simulation results comparing output of previous AUM with proposed method show that proposed algorithm makes images properly enhanced, and we know that overshoot and jagging artifacts are many reduced.

키워드

참고문헌

  1. R. C. Gonzalez and R. E. Woods, Digital Image Processing, 2nd Edition, Prentice Hall, Upper saddle River, N.j, 2002.
  2. G. Ramponi, "A Cubic Unsharp Masking Technique for Contrast Enhancement," Signal Processing, vol. 67, pp. 211-222, 1998. https://doi.org/10.1016/S0165-1684(98)00038-3
  3. C. Garnica, F. Boochs and M. Twardochlib, "A New Approach to Edge-Preserving Smoothing for Edge Extraction and Image Segmentation," International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, Amsterdam 2000.
  4. H. S. Kam and M. Hanmandlu and W. H. Tan, "An Improved Image Enhancement Combining Smoothing and Sharpening," Proc. IEEE TENCON, vol. 1, pp. 36-40, 2003.
  5. T. Horiuchi, K. Watanabe and S. Tominaga, "Adaptive Filtering for Color Image Sharpening and Denoising," Proc. IEEE International Conference on Image Analysis and Processing Workshops, pp. 196-201, Sept. 2007.
  6. J. A. P. Tegenbosch and P. M. Hofman and M. K. Bosma, "Improving Non-Linear Up-Scaling by Adaptive to the Local Edge Orientation," Proc. SPIE VCIP, vol. 5308, pp. 1181-1190, 2004.
  7. E. B. Bellers and J. Caussyn, "A High Definition Experience from Standard Definition Video," Proc. SPIE Image and Video Communications and Processing, vol. 5022, pp. 594-603, 2003.
  8. A. Polesel, G. Ramponi, V. J. Mathews "Image Enhancement via Adaptive Unsharp Masking", IEEE Trans. Image Processing, vol. 9, no. 3, pp. 505-510, 2000. https://doi.org/10.1109/83.826787
  9. A. Zaafouri, M. Sayadi, F. Fnaiech, "A Developed Unsharp Masking Method for Images Contrast Enhancement," Systems, Signals and Devices (SSD), 2011 8th International Multi-Conference on, pp. 1-6, March 2011.
  10. 이태희, 송우진, "가변크기필터를 통해 halo artifact를 줄이는 sharpening," 대한전자공학회 하계종합학술대회, pp. 893-894, 2008.
  11. 김병현, 장원우, 이성목, 김주현, 강봉순, "동화상에서 고속 연산을 고려한 선명도 향상 알고리즘의 개선," 대한전자공학회 하계종합학술대회, pp. 242-243, 2010.
  12. Mordecai Avriel, Nonlinear Programming: Analysis and Methods, Dover Publishing, 2003.
  13. K. Levenberg, "A Method for the Solution of Certain Problems in Least Squares," Quart. Appl. Math., vol. 2, pp 164-168, 1994.
  14. E. A. Essock, J. DeFord, B. C. Hansen, and M. J. Sinai, "Oblique Stimuli Are Seen Best (Not Worst!) in Naturalistic Broad-band Stimuli: A Horizontal Effect," Vision Research, vol. 43, no. 12, pp. 1329-1335, June 2003. https://doi.org/10.1016/S0042-6989(03)00142-1
  15. C. Tomasi and R. Manduchi, "Bilateral Filtering for Grey and Color Images," Proc. IEEE ICCV, pp. 839-846, 1998.