그라데이션 도메인 이미지 처리

Gradient-domain image processing

포아송 이미지 편집이라고도 하는 그라데이션 도메인 이미지 처리는 픽셀 값이 직접 아니라 인접 픽셀 간의 차이에 따라 작동하는 디지털 이미지 처리의 일종이다.[1]수학적으로 이미지 그라데이션은 이미지의 파생물을 나타내기 때문에 그라데이션 도메인 처리의 목표는 그라데이션(gradient)을 통합하여 새로운 이미지를 구성하는 것으로 포아송 방정식을 풀어야 한다.[2]

개요

그라데이션 도메인에서 이미지를 처리하는 것은 2단계 과정이다.첫 번째 단계는 이미지 그라데이션 선택이다.이것은 한 개 이상의 영상에서 추출한 다음 수정되는 경우가 많지만, 다른 방법을 통해서도 얻을 수 있다.예를 들어, 일부 연구자들은 그라데이션 영역에서 직접 그림을 그리는 사용자의 장점을 탐구한 반면,[3] 다른 연구자들은 카메라 센서에서 직접 그라데이션 샘플링을 제안했다.[4]두 번째 단계는 포아송의 방정식을 풀어 첫 단계부터 그라데이션이 생성될 수 있는 새로운 이미지를 찾는 것이다.수정된 그라데이션 필드가 더 이상 보수적이지 않기 때문에 정확한 해결책이 존재하지 않는 경우가 많으며, 따라서 원하는 그라데이션에 가능한 가깝게 근접한 이미지가 발견된다.

이미지 편집

영상 편집을 위해 그라데이션은 기존 이미지에서 얻은 후 수정한다.유한 차이 또는 소벨과 같은 다양한 연산자를 사용하여 주어진 이미지의 구배를 찾을 수 있다.그런 다음 이 그라데이션은 직접 조작하여 결과 이미지를 해결할 때 여러 가지 다른 효과를 생성할 수 있다.예를 들어, 경사도가 균일한 상수로 스케일링되면 단순 선명 필터로 이어진다.더 잘 가는 필터는 중요하다고 생각되는 부분의 경사도를 조절하는 것만으로 만들 수 있다.[2]또 다른 이용는 불필요한 디테일의 image,[1]non-photorealistic 렌더링에서 완벽한 이미지 stitching,[5]제거 filters,[2]이미지 deblocking,[2] 다른로 달성하기 위해 이 grad imaging[6]재래식 image-domain techniques,[1]과high-dynamic-range과 어려운 방법으로 있는 능력을 매끄럽게 복제 이미지의 한 부분을 포함한다.ient 도메인 editing 기법은 또한 비디오 클립을 픽셀의 큐브라고 간주하고 3d 포아송 방정식을 풀어서 움직이는 영상에까지 확장될 수 있다.[7]

원활한 이미지 복제

디지털 컴포지팅은 한 사진의 일부 또는 전부를 다른 사진에 붙여넣는 이미지 편집의 일반적인 작업이다.전통적으로 이것은 한 영상에서 다른 영상에 픽셀 값을 붙여넣음으로써 이루어진다.잘 훈련된 예술가는 전통적 기법을 이용해 설득력 있는 합성물을 만들 수 있지만, 보통 효과를 내기 위해서는 시간이 많이 걸리는 색교정과 마스크 커팅이 필요하다.또는 그라데이션 도메인에서 붙여넣기를 수행할 수 있다. 실제 픽셀 값이 아닌 픽셀 간의 차이를 붙여넣으면 깨끗한 결과를 얻기 위해 필요한 사용자 입력이 훨씬 적은 경우가 있다.다음 예제는 그라데이션 도메인 이미지 처리를 사용하여 한 이미지에서 다른 이미지로 원활하게 붙여넣는 방법을 보여준다.

  • 이미지 A 입력

  • 입력 이미지 B

  • 수정된 그라데이션.이는 B의 경사를 A의 경사로에 붙여넣은 결과다.

  • 재구성된 영상.수정된 구배에서 포아송의 방정식을 푼 결과다.두 이미지 사이의 솔기가 거의 보이지 않는다.

  • 기존 이미지 도메인 붙여넣기.이는 B에서 A로 직접 픽셀 값을 붙여넣은 결과다.분명히 솔기가 있다.

수정된 그라데이션에서 재구성된 영상에서 손과 눈이 모두 색을 약간 바꾸었다는 점에 유의하십시오.이는 해결사가 전체 이미지를 찾도록 설정되어 있었기 때문이다.단, 붙여넣은 부분만 해결하도록 제약을 추가할 수 있어 나머지 이미지는 수정되지 않은 상태로 남는다.또한 위에서 그린 그라데이션은 하나의 컬러 채널(빨간색)의 파생만을 나타내며, 그라데이션의 강도와 방향을 나타내는 색상으로 렌더링되었다는 점도 주목할 필요가 있다.실제로 컬러 채널당 두 개의 그레이스케일 그라데이션 영상이 발견되는데, 하나는 x의 변화를 나타내고 다른 하나는 y의 변화를 나타낸다.최종 영상을 재구성할 때 각 컬러 채널이 독립적으로 해결된다.

참조

  1. ^ a b c 페레스, 패트릭, 미셸 갱넷, 앤드류 블레이크."포아송 이미지 편집."ACM Transactions on Graphics.제22권3번 ACM, 2003년
  2. ^ a b c d 바트, 프라빈 등"Gradientshop: 이미지 및 비디오 필터링을 위한 그라데이션 도메인 최적화 프레임워크"ACM Transactions on Graphics 29.2 (2010): 10.
  3. ^ 맥캔, 제임스, 낸시 S. 폴라드."실시간 그라데이션-도메인 페인팅."ACM Transactions on Graphics.제27권3번 ACM, 2008.
  4. ^ 텀블린, 잭, 아미트 아그라왈, 그리고 라메쉬 라스카르."왜 그라데이션 카메라를 원하는지."컴퓨터 비전 및 패턴 인식, 2005.CVPR 2005.IEEE 컴퓨터 협회 컨퍼런스.제1권. IEEE, 2005.
  5. ^ 레빈, 아나, 외"그라디언트 도메인에서 무염 이미지 스티치"컴퓨터 비전-ECCV 2004.2004년 스프링거 베를린 하이델베르크 377-389
  6. ^ 파탈, 라아난, 다니 리스친스키, 그리고 마이클 베르만."Gradient domain high dynamic range compression." ACM Transactions on Graphics.제21권3번 ACM, 2002.
  7. ^ 왕, 홍청 등"비디오샵: 그라데이션 도메인에서 주피오-임시 비디오 편집의 새로운 프레임워크." 그래픽 모델 69.1(2007): 57-70