문자영상의 인식분야에서는 다양한 잡음으로 인해 손상된 영상을 개선하는 영상의 전처리 과정을 아주 중요시하고 있다. 본 논문에서는 영상의 객체 윤곽을 보호하면서 충격잡음에 효과적인 비선형 중간값(median) 필터를 먼저 적용하고, 영상객체에 대해 선택적으로 축소하고 확대하는 형태학(morphological) 필터를 직렬로 조합함으로서 선명한 문자 영상을 획득하였고, 좀 더 현실적인 문자를 인식하도록 Genesis 영상처리 보드와 이를 제어하는 MIL(Matrox Image Library) 패키지를 사용하여 실시간적으로 구현해 보았다.
잡음환경에서의 음성인식 성능향상을 위해서는 서로 다른 잡음환경으로 인한 mismatch를 줄이는 것이 중요하다. 이를 위해 계산이 간단하고 잡음환경에서 비교적 우수한 성능을 내고 있는 스펙트럼 차감법이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 스펙트럼 차감법을 적용하기 위한 잡음 스펙트럼 추정방법으로 히스토그램 처리방법을 도입한다. 히스토그램 처리방법은 음성이 아닌 구간의 검출이 필요없으며 시간에 따라 변화하는 시변잡음에도 적용 가능한 장점이 있다. 그러나 히스토그램 처리방법으로 신뢰도 높은 잡음 스펙트럼의 평균값을 추정하더라도 스펙트럼 차감법을 적용했을 때의 잔여 잡음의 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 잡음추정 과정에 사용되었던 히스토그램의 분포특성을 고려한 새로운 over-estimation 적용방식을 제안한다. 제안된 방식은 측정된 잡음의 분포에 따라 적응적으로 over-estimation의 정도를 결정함으로써 SNR 변화에 따른 영향이 적은 장점이 있다. 자동차 소음 환경에서의 화자독립 고립단어 인식실험 결과, 기존의 over-estimation factor를 적용한 경우보다 제안된 방식의 인식성능이 개선되었다.
디지털 영상처리 기술은 영상의 압축, 인식 그리고 복원 등 많은 분야에서 연구가 진행되고 있다. 그러나 여전히 영상의 획득, 저장 및 전송하는 과정에서 잡음에 의해 영상의 열화가 발생하고 있다. 일반적으로 영상에 첨가되는 대표적인 잡음으로는 가우시안 잡음, 임펄스 잡음, 가우시안 및 임펄스 잡음이 중첩된 복합잡음 등이 있으며, 이러한 복합잡음을 제거하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 에지를 보존하고 복합잡음을 제거하기 위하여, 잡음 판단을 거친 후, 화소집합의 메디안값 및 평균값에 의해 적응 가중치를 설정하여 처리하는 영상복원 필터 알고리즘을 제안하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 비교하였으며, 판단의 기준으로 PSNR(peak signal to noise ratio)을 사용하였다.
디지털 영상 처리는 IoT 기술의 발전으로 폭넓은 분야에서 응용되고 있으며, 데이터 처리 과정에서 중요한 역할을 맡고 있다. 이러한 잡음을 제거하기 위해 다양한 기법들이 제시되었으나, 기존 임펄스 잡음 제거 방법들은 영상의 에지 성분의 잡음 제거에 미흡하며, 랜덤 임펄스 잡음의 영향을 크게 받는 단점을 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 랜덤 임펄스 잡음 환경에서 에지 성분의 잡음을 효과적으로 제거하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 잡음의 수준을 판단하여 임계값을 계산하였으며, 기준치와 입력 화소값을 비교하여 필터링 과정을 스위칭하였다. 제안한 알고리즘은 기존 방법과 비교하여 우수한 성능을 보였으며, 시뮬레이션 결과 영상의 에지 부분에서 효과적으로 잡음을 제거하는 모습을 보였다.
디지털 미디어 기술의 발전은 코딩 분야를 비롯하여 다양하게 발전하고 있다. 특히 오디오 신호 처리 분야에서는 디지털 오디오 신호의 생성, 압축, 복원의 단계가 다양한 형태로 개발되고 있다. 오디오 신호 처리에서 인간의 청각 기관을 모델링한 심리음향 기법은 이용하여 압축뿐만 아니라 잡음 신호의 개선에서도 효과적으로 이용되고 있다. 이러한 심리음향모델을 기반으로 하여 구성된 적응지각필터는 지각필터를 이용하여 적응적으로 잡음에 열화된 신호를 개선한다. 이때, 적응지각필터 반복 수행 계수의 효과적인 결절은 오디오 신호의 청각적 손실을 줄이는 동시에 정확한 잡음 제거를 수행한다. 성능을 확인하기 위해서 SNR 및 NMR 비교를 수행하였다.
최근, 디지털 영상처리는 방송, 통신, 컴퓨터 그래픽, 의학 분야 등에서 많이 응용되고 있다. 그러나 디지털 영상을 획득, 처리, 전송하는 과정에서 여러 외부 원인에 의해 영상의 열화가 발생된다. 따라서 본 논문에서는 복합잡음을 제거하기 위해 잡음 판단 후, salt and pepper 잡음은 네 방향의 화소 변화에 따른 가중치 필터로 처리하고, AWGN은 세개의 서로 다른 특성을 갖는 가중치 필터를 이용하여 처리하는 영상복원 필터 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 salt and pepper 잡음(P=40)에 훼손된 Boat 영상을 적용하여 처리한 결과, 기존의 CWMF, AWMF, MMF에 비해 각각 1.33[dB], 1.41[dB], 0.51[dB] 개선었다.
임펄스 잡음 제거 기법들에서 윈도우의 크기는 매우 중요한데, 보통 잡음의 밀도에 따라 적당한 크기의 윈도우를 사용한다. 이때 윈도우가 너무 작으면 잡음을 충분히 제거하지 못하며, 너무 크면 영상 내의 에지나 미세한 형태를 제대로 복원하지 못하고 흐릿하게 만들 수 있다. 또한 잡음이 있는 중앙 화소를 복원하기 위해 이러한 윈도우 내의 모든 화소들이 이용된다. 본 논문에서는 이러한 기존 방법과 달리 작은 크기의 윈도우를 사용하고 잡음이 없이 깨끗한 화소만을 사용하여 임펄스 잡음을 제거하는 새로운 반복적인 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 모든 잡음 화소가 새로 계산된 추정치로 대체될 때까지 반복된다. 잡음 화소에 대해 최적의 값을 유추하기 위해 제안된 방법에서는 무잡음 화소를 이용한 유전자 프로그래밍 (GP) 기반의 추정자를 제안하는데, 이것은 윈도우 내의 무잡음 화소와, 산술 연산자 및 랜덤 상수들로 이루어진다. 실험을 통해 제안된 방법이 영상 내의 미세한 형태들을 잘 유지하면서 임펄스 잡음을 효과적으로 제거할 수 있음을 알 수 있었는데, 특히 심하게 잡음이 가해진 데이터의 복원에 매우 효과적임을 알 수 있었다.
최근 다양한 분야에서 사진, 동영상 등과 같이 비정형 데이터를 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 중에서도 영상을 활용하는 연구들은 영상에 포함된 정보를 사용하기 위하여 많은 영상처리 기법들을 사용하고 있다. 에지 검출은 영상에서 정보를 추출하기 위해 많은 영상처리 응용 프로그램에서 사용되는 기본 도구이다. 그러나 잡음이 포함된 영상은 에지와 잡음이 모두 고주파 성분을 가지고 있기 때문에 에지 검출을 수행하는 것은 매우 어렵다. 본 논문은 잡음이 감소된 에지를 추출하는 방법으로 선형모형과 표준편차를 이용하였다. 화소 블록에 포함된 화소들의 표준편차와 선형모형의 적합으로 얻어진 잔차에 대한 표준편차의 차이로 에지를 검출하였다. 에지 검출의 결과는 영상처리 분야에서 대표적으로 사용되는 소벨 에지 검출기의 결과와 비교하였다. 잡음이 포함되지 않은 영상은 소벨 에지 검출 결과와 제안한 에지 검출의 결과가 유사하게 나타나고, 제안한 방법이 다양한 수준의 잡음이 추가된 영상에서 잡음에 의한 에지가 적게 나타나는 것을 확인하였다.
음성 인식 시스템의 지속적인 발전으로 음성에 대한 인식율은 급속도로 발전되었지만 사용 환경에서의 잡음과 여러 음성이 혼합되어 발생하는 잡음으로 정확한 음성을 인식할 수 없는 단점을 가진다. 환경 잡음이 있는 음성을 처리할 때 음성 인식률을 높이기 위해서는 잡음을 제거해야 하며, 기존의 HMM, CHMM, GMM, 그리고 AI 모델이 적용된 DNN에서도 예상치 못한 잡음이 발생하거나 기본적으로 디지털 신호에 양자화 잡음이 추가되면 소스 신호가 변경되거나 손상되어 인식률이 저하된다. 이를 해결하기 위해 각 음성 프레임에 대한 음성 신호의 특징을 효율적으로 추출하기 위해 MFCC를 개선하여 처리하였으며, 음성 신호에 대한 잡음을 제거하기 위해 가우시안 모델을 적용한 잡음 편차 추정을 이용한 잡음 제거 방법을 개선하여 적용하였다. 제안된 모델에 대한 성능 평가는 음성에 대한 정확성 평가를 위해 교차 상관 계수를 사용하여 처리하였으며, 제안하는 방법의 인식률을 평가한 결과 이들에 대한 상관 계수에 대한 평균값 차이는 0.53 dB 개선된 것을 확인하였다.
현재 IT 기술 발전에 따라 영상 분석, 영상 인식, 공장자동화 등 여러 분야에서 영상처리가 활용되고 있다. 영상을 획득하거나 송출하는 과정 등에서 다양한 외부요인으로 인해 Salt and Pepper 잡음이 발생하여 영상의 품질을 저하시키므로 영상의 품질을 향상시키기 위한 잡음제거는 필수적이다. Salt and Pepper 잡음을 제거하기 위하여 다양한 방법이 제시되었으며, 대표적으로 AF, MF, A-TMF 등이 있다. 하지만 기존의 필터는 고밀도 잡음 환경에서 잡음제거 성능이 미흡하다. 따라서 본 논문에서는 잡음판단을 진행한 후 비잡음일 경우 원화소로 대체하고, 잡음일 경우에만 변형된 거리가중치 필터를 이용하여 원화소를 추정하여 처리하는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 PSNR을 사용하여 기존의 알고리즘들과 비교, 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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