[2-1] 고전 컴퓨터 비전

1. 고전 컴퓨터 비전이란?

출처 : Upstage 고전 컴퓨터 비전 기초 이론, 4page

 

• 고전 컴퓨터 비전 
  규칙 기반의 이미지 처리 알고리즘 (e.g. OpenCV)
  고전 컴퓨터 비전은 주어진 입력에 따라서 내가 원하는 출력 행태가 있었음. 이것을 이루기 위해 사람이 중간 연산 과정 혹은 프로그램들을 손수 만드는 패러다임을 일컬음.
  
  
• 딥러닝 컴퓨터 비전
  데이터 학습 기반의 이미지 처리.
  입력에서 원하는 출력을 정의하고 출력과의 오차를 줄이는 방향으로 중간에 학습 가능한 DNN을 계속 업데이트함. 학습이 끝난 DNN에 이미지를 넣어주면 별도에 복잡한 프로그램을 사람이 일일이 만들지 않아도 원하는 형태의 출력을 얻을 수 방식.
  
  
• 고전 컴퓨터 비전 활용
  딥러닝으로 해결하기 어려운 문제에 활용 (e.g. 로보틱스, 가상현실) 
  딥러닝 모델 결과의 후처리
  딥러닝 모델 없이 데이터를 가공할 때 활용

2. Morphological Transform

• 정의
  입력 이미지에 특정 연산을 정의한 커널을 이용하여 수행하는 단순한 변형
  
  
• 커널의 종류
  Erosion / Dilation / Opening / Closing / Morphological gradient / Top hat 
  
  
• 활용성
  이미지 전처리 영역에서 유용하게 사용가능. 
  
  
• Erosion
  

  

  Erosion: a 3×3 square structuring element (www.cs.princeton.edu/~pshilane/class/mosaic/). 출처 : https://www.cs.auckland.ac.nz/courses/compsci773s1c/lectures/ImageProcessing-html/topic4.htm

  
  
  • 정의 
    물체의 경계를 침식
    이미지의 특징을 축소할 때도 사용 가능 
    
    
  • 동작 원리
    커널의 크기가 정해지면 이미지의 각 pixel마다 연산을 진행. 
    홀수 크기의 커널이 이미지와 컨볼루션 연산을 수행
    커널 모든 픽셀이 1이면 1, 그 외에는 0이 됨
    경계 (pixel이 0에서 1로 변화하는 곳) 근처의 픽셀은 침식(erosion으로 인해 일부 값들은 1에서 0으로 변경될 수 있음)
    
    
• Dilation
  

  

  Dilation: a 3×3 square structuring element (www.cs.princeton.edu/~pshilane/class/mosaic/). 출처 : https://www.cs.auckland.ac.nz/courses/compsci773s1c/lectures/ImageProcessing-html/topic4.htm

  
  
  • 정의 
    Dilation은 Erosion과 정반대로 동작
    사물의 크기를 팽창할 때도 사용 가능
    
    
  • 동작 원리
    커널의 크기가 정해지면 이미지의 각 pixel마다 연산을 진행. 
    홀수 크기의 커널이 이미지와 컨볼루션 연산을 수행
    커널 아래의 하나 이상의 픽셀이 1이면 1, 그 외에는 0이 됨
    경계 (pixel이 0에서 1로 변화하는 곳) 근처의 픽셀은 팽창 (dilation으로 인해 일부 값들은 0에서 1으로 변경될 수 있음)
    
    
• Opening ( Erosion -> Dilation )
  

  

  http://documents.wolfram.com/applications/digitalimage/UsersGuide/Morphology/ImageProcessing6.3.html                                                                                                          출처:https://www.cs.auckland.ac.nz/courses/compsci773s1c/lectures/ImageProcessing-html/topic4.htm

  

  Results of opening with a square structuring element (www.mmorph.com/html/morph/mmopen.html/).      출처:https://www.cs.auckland.ac.nz/courses/compsci773s1c/lectures/ImageProcessing-html/topic4.htm

  
  
  • 정의 
    Opening은 Erosion 커널을 동작시키고, Dilation 커널을 동작시키는 연산.
    반대로 동작시키면 (Dilation->Erosion), Closing 커널이라고 부름
    노이즈를 제거하는데 사용 
    
    
• Closing ( Dilation -> Erosion )
  

  

  출처 : https://www.cs.auckland.ac.nz/courses/compsci773s1c/lectures/ImageProcessing-html/topic4.htm

  
  
  • 정의
    Closing은 Dilation 커널을 동작시키고, Erosion 커널을 동작시키는 연산.
    물체 내부의 비어있는 부분을 채우는데 사용