에지(edge)

edge: 에지, 윤곽선

- 이미지의 밝기가 낮은 값에서 높은 값으로 또는 높은 값으로 변하는 지점

- 이미지를 구성하는 객체 간의 경계(=경계선, boundary)

- 물체 식별, 위치/모양/크기 등을 인지하고, 방향성을 탐지할 수 있는 정보 제공

- 물체의 가장 바깥 부분의 둘레를 의미하며, 객체의 테두리에 해당함

- 경계는 전경(foreground)과 배경(background)이 구분되는 지점이며, 전경과 배경 사이에서 밝기가 큰 폭으로 변하는 지점이 객체의 경계선

 

edge의 응용: 컴퓨터비전(computer vision)전반에서 활용

- 이미지 분할(image segmentation): 경계를 바탕으로 하나의 이미지를 다수로 분할

- 이미지 정함(image matching): 서로 다른 시간이나 카메라로 획득한 이미지의 경계를 구하고, 경계를 바탕으로 이미지를 정렬하는 데 사용

- 이미지 인식(recogmition): 이미지 내 객체의 특징이나 물체를 인식하는 분야에서 사용

 

step edge(ideal edge): 가상 이상적인 edge 형태, 컴퓨터에서 생성된 깨끗한 에지

ramp edge: 서서히 높아지는 에지

roof edge: 중간에 확 튀는 에지

 

에러 검출 방식

- 영역처리를 이용하여 검출

입력 이미지(grayscaled) -> 에지 검출(기)(영역처리+마스크) -> 임계값 처리(thresholding) -> 이진이미지(binary image)

- 에지 검출에 사용되는 영역처리(고주파 통과 필터링)의 의미

(입력 이미지)밝기의 강도에서(결과 이미지) 에지의 강도로 변환 (예: 엠보싱)

f(x,y)f(x, y) = 0 -> 어두움, f(x, y) = 255 -> 밝음

g(x,y)g(x, y) = 0 -> 에지가 아닐 가능성이 높음, g(x, y) = 200 -> 에지일 가능성이 높음

/ 임계값을 이용한 에지 처리

- 에지 검출기와 함께 사용되어 강한 에지는 강하게(255 or 1), 약한 에지를 약하게(0) 함

- 검출된 에지를 강조하고 약화시킬 필요가 있으므로 임계값(threshold)을 활용

효율적인 이미지처리가 가능해짐

포인트 처리 기법인 이진화(Binarization)활용 가능

 

에지 검출 방식

(방식 1) 간단한 에지 추출 기법

- 연산 자체가 간단하고 빠른 기법임

- 유사 연산자(Homogeneity Operator)와 차 연산자(Difference Operator)

(방식 2) 미분을 이용한 에지 검출 방법

- 에지가 픽셀의 밝기 변화율에 관여한다는 것

- 에지는 픽셀의 밝기가 급격하게 변하는 부분으로 간주하면, 에지를 찾기 위해 미분(derivative)과 기울기(gradient) 연산을 수행하며, 이미지에서 픽셀의 밝기 변화율이 높은 부분을 에지로 찾아냄

- 1차 미분을 이용한 검출 방법과 2차 미분을 이용한 검출 방법 있음

(2차 미분): 1차 미분으로 얻은 결과에 미분을 한 번 더 추가하여 에지 검출의 성능을 향상한 것

 

유사  연산자 기법

- 가장 단순한 에지 검출 방법으로, 픽셀을 감산한 값에서 최대값을 결정하여 에지 검출

- 방향성 정보 대해서는 고려하지 않으며, 단순히 가장 큰 차이를 보이는 크기값만 사용함