목차
1장 서론 ... 1
1.1 디지털 영상처리란? ... 3
1.2 디지털 영상처리의 기원 ... 4
1.3 디지털 영상처리 사용 분야 예 ... 8
1.3.1 감마선 영상화 ... 9
1.3.2 X선 영상화 ... 10
1.3.3 자외선 밴드에서의 영상화 ... 12
1.3.4 가시 밴드 및 적외선 밴드에서의 영상화 ... 13
1.3.5 마이크로파 밴드에서의 영상화 ... 19
1.3.6 라디오 밴드에서의 영상화 ... 20
1.3.7 다른 영상화 방식을 사용한 예 ... 21
1.4 영상처리를 위한 기본 과정 ... 25
1.5 디지털 영상처리 시스템의 요소들 ... 28
요약 ... 30
참고문헌 ... 31
2장 디지털 영상의 기초 ... 35
2.1 시각 인지의 원리 ... 37
2.1.1 인간 눈의 구조 ... 37
2.1.2 눈에서의 영상 형성 ... 39
2.1.3 명반응과 식별 ... 40
2.2 빛과 전자기 스펙트럼 ... 44
2.3 영상 감지와 획득 ... 47
2.3.1 단일 감지기를 이용한 영상 획득 ... 48
2.3.2 감지기 스트립을 이용한 영상 획득 ... 49
2.3.3 감지기 배열을 이용한 영상 획득 ... 50
2.3.4 간단한 영상 구성 모델 ... 51
2.4 영상 표본화와 양자화 ... 52
2.4.1 표본화와 양자화의 기본 개념 ... 53
2.4.2 디지털 영상의 표현 ... 55
2.4.3 공간 및 명암도 해상도 ... 57
2.4.4 주파수 겹침과 파문 패턴 ... 63
2.4.5 디지털 영상의 확대 및 축소 ... 64
2.5 화소간의 기본적인 관계 ... 66
2.5.1 이웃 화소 ... 66
2.5.2 인접성, 연결성, 영역 그리고 경계 ... 67
2.5.3 거리 측정 ... 69
2.5.4 화소 기반의 영상 연산 ... 70
2.6 선형 및 비선형 연산자 ... 71
요약 ... 71
참고문헌 ... 72
연습 문제 ... 72
3장 공간영역에서의 영상 향상 ... 77
3.1 배경 ... 79
3.2 몇 가지 간단한 명암도 변환 ... 81
3.2.1 영상 음화 ... 81
3.2.2 대수 변환 ... 82
3.2.3 멱함수 변환 ... 83
3.2.4 구분적 선행 변환 함수 ... 88
3.3 히스토그램 처리 ... 91
3.3.1 히스토그램 균등화 ... 93
3.3.2 히스토그램 정합 ... 97
3.3.3 국부적 개선 ... 106
3.3.4 영상 향상을 위한 히스토그램 통계의 이용 ... 107
3.4 산술／논리 연산을 이용한 향상 ... 112
3.4.1 영상 뺄셈 ... 113
3.4.2 영상 평균 처리 ... 116
3.5 공간 필터처리의 기본 ... 119
3.6 평활화 공간 여파기 ... 122
3.6.1 평활화 선형 여파기 ... 123
3.6.2 순서-통계 여파기 ... 126
3.7 선명화 공간적 여파기 ... 128
3.7.1 배경 ... 128
3.7.2 향상을 위한 2차 미분의 이용 - 라플라시안 ... 131
3.7.3 향상을 위한 1차 미분의 이용 - 그래디언트 ... 138
3.8 공간 향상 방법의 결합 ... 141
요약 ... 145
참고문헌 ... 145
연습 문제 ... 146
4장 주파수 영역에서의 영상 향상 ... 153
4.1 배경 ... 155
4.2 푸리에 변환과 주파수 영역의 도입 ... 156
4.2.1 일차원 푸리에 변환과 그 역변환 ... 156
4.2.2 이차원 푸리에 변환과 그 역변환 ... 161
4.2.3 주파수 영역에서의 필터처리 ... 163
4.2.4 공간 및 주파수 영역 필터처리간의 대응 ... 169
4.3 주파수 영역 평활화 여파기 ... 174
4.3.1 이상적인 저역통과 여파기 ... 175
4.3.2 버터워스 저역통과 여파기 ... 180
4.3.3 가우시안 저역통과 여파기 ... 182
4.3.4 저역통과 필터 처리의 추가적인 예제 ... 185
4.4 선명화 주파수 영역 여과기 ... 187
4.4.1 이상적 고역통과 여파기 ... 189
4.4.2 버터워스 고역통과 여파기 ... 190
4.4.3 가우시안 고역통과 여파기 ... 190
4.4.4 주파수 영역에서의 라플라시안 ... 191
4.4.5 비선명화 마스크화, 고주파 증대 필터처리 및 고주파수 강조 필터처리 ... 194
4.5 준동화 여파(Homomorphic Filtering) ... 198
4.6 구현(Implementation) ... 201
4.6.1 2-D 푸리에 변환의 부가적인 특성들 ... 202
4.6.2 순방향 변환 알고리즘을 이용한 역 푸리에 변환의 계산 ... 206
4.6.3 더 많은 주기성 : 패딩의 필요 ... 207
4.6.4 상승과 상관 정리들 ... 213
4.6.5 2차원 푸리에 변환의 특성 요약 ... 216
4.6.6 고속 푸리에 변환 ... 216
4.6.7 여파기 설계에 대한 몇가지 설명 ... 221
요약 ... 222
참고문헌 ... 222
연습 문제 ... 223
5장 영상 복원 ... 229
5.1 영상 열화／복원 과정을 위한 모델 ... 231
5.2 잡음 모델 ... 232
5.2.1 잡음의 공간 및 주파수 특성 ... 232
5.2.2 중요한 잡음 확률 밀도 함수들 ... 232
5.2.3 주기 잡음 ... 237
5.2.4 잡음 매개 변수의 추정 ... 238
5.3 잡음이 있는 경우의 복원 공간 필터링 ... 240
5.3.1 평균 필터 ... 241
5.3.2 차수 통계(Order-Statistics) 필터 ... 244
5.3.3 적응필터 ... 249
5.4 주파수 영역 필터링에 의한 주기 잡음 감소 ... 254
5.4.1 대역제거 필터 ... 254
5.4.2 대역통과 필터 ... 255
5.4.3 놋치 필터(Notch Filter) ... 257
5.4.4 최적 놋치 필터 ... 260
5.5 선형, 위치 불변 열화 ... 264
5.6 열화필터 추정 ... 266
5.6.1 영상 관찰에 의한 추정 ... 267
5.6.2 실험에 의한 추정 ... 267
5.6.3 모델링에 의한 추정 ... 268
5.7 역필터링 ... 271
5.8 최소 평균 자승 오차 필터링 ... 273
5.9 강제된 리스트 스퀘어 필터링 ... 276
5.10 기하학적 평균 필터 ... 281
5.11 기하학적인 변환 ... 281
5.11.1 공간적 변환 ... 282
5.11.2 명암도 보간 ... 283
요약 ... 287
참고문헌 ... 287
연습 문제 ... 288
6장 칼라 영상처리 ... 293
6.1 색채의 기초 ... 295
6.2 색채 모델 ... 301
6.2.1 RGB 색채 모델 ... 301
6.2.2 CMY와 CMYK 색채 모델 ... 305
6.2.3 HSI 색채 모델 ... 306
6.3 의사색 영상처리(Pseudococlor Image Processing) ... 314
6.3.1 명도 분할 ... 314
6.3.2 명암도로부터 색채로의 변환 ... 318
6.4 자연색 영상처리의 기초 ... 323
6.5 색변환 ... 325
6.5.1 공식화 ... 325
6.5.2 보색 ... 328
6.5.3 색분할 ... 329
6.5.4 계조와 색보정 ... 331
6.5.5 히스토그램 처리 ... 335
6.6 스무딩(smoothing)과 샤프닝(sharpening) ... 336
6.6.1 칼라 영상 스무딩 ... 337
6.6.2 칼라 영상 샤프닝 ... 339
6.7 칼라 분할 ... 340
6.7.1 HSI 색공간에서 분할 ... 340
6.7.2 RGB벡터 공간에서 분할 ... 342
6.7.3 칼라 경계 검출 ... 344
6.8 칼라 영상에서 잡음 ... 348
6.9 칼라 영상 압축 ... 351
요약 ... 352
참고문헌 ... 352
연습 문제 ... 353
7장 웨이블릿과 다해상도 처리 ... 359
7.1 배경 ... 361
7.1.1 영상 피라미드(Image Pyramids) ... 361
7.1.2 부 대역 부호화(Subband Coding) ... 365
7.1.3 하아 변환 ... 372
7.2 다해상도 전개 ... 375
7.2.1 직렬 전개 ... 375
7.2.2 배율 조정 함수(Scaling Function) ... 377
7.2.3 웨이블릿 함수들 ... 381
7.3 일차원에서의 웨이블릿 변환 ... 385
7.3.1 웨이블릿 급수 전개 ... 385
7.3.2 이산 웨이블릿 변환 ... 387
7.3.3 연속 웨이블릿 변환 ... 389
7.4 고속 웨이블릿 변환(The Fast Wavelet Transform) ... 392
7.5 이차원에서의 웨이블릿 변환 ... 399
7.6 웨이블릿 패킷(Wavelet Packets) ... 408
요약 ... 417
참고문헌 ... 417
연습 문제 ... 418
8장 영상 압축 ... 423
8.1 서론 ... 425
8.1.1 부호화 중복성 ... 426
8.1.2 화소간 중복성 ... 428
8.1.3 신경 시각적 중복성 ... 430
8.1.4 충실도의 기준 ... 433
8.2 영상 압축 모델 ... 434
8.2.1 신호원 부호기와 복호기 ... 435
8.2.2 채널 부호기와 복호기 ... 436
8.3 정보 이론의 기초 ... 438
8.3.1 정보의 측정 ... 438
8.3.2 정보 채널 ... 438
8.3.3 부호화 이론의 기초 ... 444
8.3.4 정보 이론의 사용 ... 451
8.4 무손실 압축 ... 454
8.4.1 가변길이 부호화 ... 455
8.4.2 LZW 부호화 ... 460
8.4.3 비트평면 부호화 ... 462
8.4.4 무손실 예측 부호화 ... 470
8.5 손실 압축 ... 473
8.5.1 손실 예측 부호화 ... 473
8.5.2 변환 부호화 ... 483
8.5.3 웨이블릿 부호화 ... 497
8.6 영상 압축 표준 ... 505
8.6.1 이진 영상 압축 표준 ... 505
8.6.2 연속적인 밝기 영상의 압축 표준 ... 510
8.6.3 동영상 압축 표준안 ... 522
요약 ... 525
참고문헌 ... 525
연습 문제 ... 526
9장 형태론 영상처리 ... 531
9.1 서론 ... 533
9.1.1 집합론으로부터 몇몇의 기초 개념 ... 533
9.1.2 이진 영상에 관련된 논리적 연산 ... 535
9.2 팽창과 침식 ... 536
9.2.1 팽창 ... 536
9.2.2 침식 ... 538
9.3 열림과 닫힘 ... 541
9.4 적중과 비적중 변환 ... 545
9.5 기본적인 형태학적 알고리즘들 ... 547
9.5.1 경계추출 ... 547
9.5.2 영역 채움 ... 549
9.5.3 연결 요소들의 추출 ... 550
9.5.4 볼록 깍지 ... 552
9.5.5 세선화 ... 554
9.5.6 농밀화 ... 555
9.5.7 골격 ... 557
9.5.8 전지 ... 559
9.5.9 이진 영상에서 모폴로지 연산의 요약 ... 561
9.6 흑백 영상에 대한 확장 ... 564
9.6.1 팽창 ... 564
9.6.2 침식 ... 566
9.6.3 열림과 닫힘 ... 568
9.6.4 흑백영상 형태론의 응용들 ... 571
요약 ... 574
참고문헌 ... 574
연습 문제 ... 575
10장 영상 분할 ... 583
10.1 불연속성 검출 ... 585
10.1.1 점 검출 ... 585
10.1.2 선 검출 ... 587
10.1.3 에지 검출 ... 589
10.2 에지 검출과 윤곽선 검출 ... 602
10.2.1 국부 처리 ... 603
10.2.2 허프(Hough) 변환에 의한 전영역 처리 ... 604
10.2.3 그래프-이론 기법들에 의한 전영역 처리 ... 609
10.3 문턱치화 ... 613
10.3.1 기본 개념 ... 614
10.3.2 조명의 역할 ... 615
10.3.3 기본적인 전역적 문턱치화 ... 617
10.3.4 기본적인 적응 문턱치화 ... 619
10.3.5 최적 전역-적응 문턱치화 ... 621
10.3.6 히스토그램 향상과 지역적 문턱치를 위한 경계특성의 사용 ... 627
10.3.7 여러 개의 변수에 기반한 문턱치 ... 630
10.4 영역에 기반한 영상 분할 ... 631
10.4.1 기본 설명 ... 631
10.4.2 화소 집성에 의한 영역 확장 ... 632
10.4.3 영역 분리 및 영역 병합 ... 635
10.5 형태학적 분기점에 의한 분할 ... 637
10.5.1 기본 개념 ... 637
10.5.2 댐 만들기 ... 639
10.5.3 분기점 분할 알고리즘 ... 641
10.5.4 마커의 사용 ... 644
10.6 움직임을 이용한 분할 ... 646
10.6.1 공간 영역 기법 ... 646
10.6.2 주파수 영역 기법 ... 650
요약 ... 654
참고문헌 ... 655
연습 문제 ... 656
11장 표현과 서술 ... 665
11.1 표현방법 ... 667
11.1.1 체인코드 ... 667
11.1.2 다각형 근사법 ... 669
11.1.3 기호 ... 671
11.1.4 경계 조각 ... 672
11.1.5 골격 ... 674
11.2 경계 서술자 ... 677
11.2.1 간단한 서술자들 ... 677
11.2.2 형태수 ... 678
11.2.3 푸리에 서술자 ... 679
11.2.4 통계적 모멘트 ... 684
11.3 영역 서술자 ... 685
11.3.1 간단한 서술자들 ... 685
11.3.2 위상학적 서술자 ... 686
11.3.3 질감 ... 690
11.3.4 2차원 함수의 모멘트 ... 696
11.4 서술을 위한 주요 요소들의 사용 ... 701
11.5 관계 서술자 ... 710
요약 ... 713
참고문헌 ... 714
연습 문제 ... 716
12장 객체 인식 ... 721
12.1 형태와 형태모임 ... 723
12.2 결정-이론 방법에 기초한 인식 ... 727
12.2.1 정합 ... 727
12.2.2 최적의 통계적 분류기 ... 733
12.2.3 신경망 ... 741
12.3 구조적 방법 ... 763
12.3.1 형태수의 정합 ... 763
12.3.3 글줄의 구문론적 인식 ... 767
12.3.4 글줄의 구문론적 인식 ... 772
요약 ... 783
참고문헌 ... 784
연습 문제 ... 785
참고문헌 ... 789
찾아보기 ... 821
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