Subpixel Shift Estimation in Noisy Image Using Iterative Phase Correlation of A Selected Local Region

In this paper, we propose a subpixel shift estimation method using phase correlation with a local region for the registration of noisy images. Phase correlation is commonly used to estimate the subpixel shift between images, which is derived from analyzing shifted and downsampled images. However, when the images are affected by additive white Gaussian noise and aliasing artifacts, the estimation error is increased. Thus, instead of using the whole image, the proposed method uses a specific local region that is less affect by noises. In addition, to improve the estimation accuracy, iterative phase correlation is applied between selected local regions rather than using a fitting function. the restricted range is determined by analyzing the maximum peak and the two adjacent values of the inverse Fourier transform of the normalized cross power spectrum. In the experiments, the proposed method shows higher accuracy in registering noisy images than the other methods. Thus, the edge-sharpness and clearness in the super-resolved image is also improved.

잡음 영상에서 국부 영역의 반복적인 위상 상관도를 이용한 부화소 이동량 추정방법

본 논문에서는 원 영상에서 특정한 국부 영역을 선택하고 선택된 국부 영역에 반복적인 위상 상관도를 수행함으로써 잡음을 가지고 있는 영상에서 정확한 부화소(subpixel) 이동량을 추정하는 방법을 제안한다. 기존의 방법은 영상 전체를 이용해 위상 상관도를 수행 한 후 포물선, sinc 같은 함수 보간을 통해 간접적으로 부화소 이동량을 추정하였다. 이 같은 추정방법은 정확하나 백색 가우시안 잡음(additive white gaussian noise)이나 에일리어싱(aliasing)과 같은 잡음이 영상에 존재하면 정확한 부화소 이동량 추정이 어렵다. 그래서 영상 전체를 이용하기 보다는 잡음이 적은 국부 영역을 선택하여 이를 이용해 위상 상관도를 수행하고 부화소 이동량을 계산할 때 기존의 함수의 보간을 사용하기 않고 반복적으로 위상 상관도를 수행함으로써 잡음에 강한 부화소 이동량을 추정 방법을 제안하였다. 또한 위상 상관도 함수의 분석을 통해 위상 상관도 반복횟수를 줄이는 방법도 제안하였다. 실험을 통해 제안한 방법과 기존의 방법으로 추정한 부화소 이동량의 오차를 비교하고 초해상도 영상을 만들어 봄으로써 제안한 방법이 잡음이 있는 조건에서 더 정확한 부화소 이동량 추정성능을 보여줌을 알 수 있었다.