Geometric Processing

1. 기하학적 변환

영상을 이동하거나 영상의 모양을 변형하는 처리다.

영상들의 크기가 서로 다를 때 동일하게 맞춰 비교하거나 영상이 삐뚤어졌을 때 수평으로 맞추거나,

영상이 왜곡된 것을 바로잡을 때 쓰인다.

● 변환 절차

먼저 입력 영상의 화소가 출력 영상에서 어디로 가는지를 계산한다.

그리고 소수점 위치에 놓인 화소의 값을 주위 화소들을 이용해 추정한다.

 

2. 순방향 변환

입력영상에서 (x,y) 위치의 화소가 출력영상에서 새로운 좌표 (x’, y’)로 재배치되는 것.

이미지 크기 변환을 시도한다면 픽셀 중간중간 검은색 홀이 추출된다.

 

* 순방향 변환식

 

3. 역방향 변환(사상)

순방향처럼 늘려서 만들지 않고, 먼저 큰 사이즈의 출력공간을 만든 후 입력영상의 값을 참조한다.

빈 공간의 검은색 홀이 나타나지 않으며 input이 주체가 되는 순방향 변환과 달리 output이 주체가 된다.

 

4. 보간법

자기위치를 활용해 공간을 새롭게 가져와서 채우는 것이다.

알려진 지점의 값 사이에 위치한 빈 공간을, 알려진 값들로부터 추정하는 것을 의미한다. (어려운가?)

그러니까 hole값을 추정하는 것이라고 보면 된다.

 

(1) 최근접 보간법

변환된 위치와 가장 가까운 화소값을 사용하는 방법이다. 

계산이 빠르지만 해상도가 낮아진다는 단점이 있다.

 

(2) 선형 보간법

거리비를 계산하여 cross로 곱해 계산한 값을 넣는다. 

두 지점 사이의 값을 추정할 때 그 값을 두 지점과의 직선 거리에 따라 선형적으로 결정하는 방법이다.

 

(3) 양선형 보간법

4개의 인접 화소의 값을 이용하는 방법으로 비례식을 이용해 중간에 놓인 화소의 값을 추정한다.

픽셀들 값의 비율에 따라 늘어나는 2차원 방식이다.

 

5. OpenCV를 사용한 기본 변환

(1) 크기변환

입력영상과 출력영상을 넣고 출력영상의 크기를 지정해준다.

x축 상의 비율과 y축 상의 비율을 넣어주고 보간법을 시행하면 된다.

 

 

(2) 평행이동

입력영상과 출력영상을 넣고 변환행렬을 지정한다.

출력영상의 크기를 지정해 보간법을 시행한다.

 

 

(3) 회전변환

입력영상에서 회전의 중심을 지정하고 회전 각도와 배율을 넣어 처리한다.

 

 

(4) 3점을 이용한 변환

3차원처럼 보이지만 3점을 이용해 변환하는 것이다.

 

(5) 원근변환

입력영상과 출력영상을 넣고 변환행렬과 출력영상의 크기를 지정해 처리한다.

좌표를 찍어 포인트를 잡아 output 포인트로 바꿔준다는 의미다.

양선형 보간법과 함께 쓰이며 점을 펼친다는 느낌으로 이해할 수 있다.

 

(6) 영상워핑

영상을 기형적으로 변환하는 것을 말하는데 sin0 값을 곱해서 강제로 굴곡을 만드는 기법이다.

포토샵의 얼굴 변형처럼 일정한 부분을 불규칙적으로 변환할 수 있다.

반대도 가능(양방향)