• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.51-60
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• 2024

저조도 환경에서 영상 이미지의 콘트라스트가 낮고 식별이 어려운 문제를 목표로 사람의 시각 감지 기반의 콘트라스트 적응 보상 증진 알고리즘을 제안한다. 첫째, 저조도 환경에서 평균 밝기, 평균 대역폭 요인의 영상 이미지 특징 요인을 추출하고, 원본 영상의 회색/색도 차이에 따라 사람의 시각적 콘트라스트 해상도 보상의 수학적 모델을 설정하며, 실제 컬러의 3원색에 대해 각각 비례 적분하여 보상한다. 다음으로 보상 정도가 명시각 차이를 적절하게 구별할 수 있는 것보다 낮을 때 보상 임계값 선형 보상이 명시각에서 전체 대역폭으로 설정된다. 마지막으로 주관적인 이미지 품질 평가와 이미지 특성 요인을 결합하여 비례 계수를 보상하는 자동 최적화 모델을 구축한다. 실험 테스트 결과는 영상 이미지 적응 증진 알고리즘이 우수한 증진 효과와 우수한 실시간 성능을 가지며 다크 비전 정보를 효과적으로 마이닝할 수 있으며 다양한 시나리오에서 널리 사용될 수 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.36-41
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• 2018

미광증폭장비는 밤과 같이 어두운 환경에서 주로 가시광선 대역의 약한 빛을 증폭시켜 육안으로 관측할 수 있을 정도의 밝기로 만들어주는 장비이다. 이러한 방식은 어느 정도의 약한 빛이 존재하는 환경에서는 그 증폭 효과를 제대로 발휘하여 선명한 영상을 얻을 수 있지만, 달빛조차 존재하지 않는 극 저조도 환경에서는 기본적으로 증폭시킬 빛이 부족하여 출력 영상에 많은 노이즈로 인하여 화면의 선명도가 저하된다. 본 연구에서는 이러한 극 저조도 환경에서 발생하는 미광증폭 장비의 출력 노이즈를 다중 필터와 이방성 확산을 이용하여 화질을 개선하는 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 극 저조도 조건에 맞는 환경을 구성한 상태에서 미광증폭장비의 출력 영상을 촬영한 후, 화질 개선을 위한 신호처리를 하였다. 신호처리를 위한 필터의 구성은 영상에 나타나는 주된 노이즈인 점 노이즈 제거와 가우시안 노이즈의 효과적인 제거를 위하여 메디안 필터, 위너 필터를 적용시킨 후 이방성 확산을 이용하였다. 실험 결과 화질이 개선됨을 육안으로 확인할 수 있었고, 정량 지표인 PSNR 및 SSIM으로 비교하여 측정한 방법에서도 모두 개선된 값을 보여주었다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제1권1호
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• pp.8-16
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• 2012

An image obtained from a low light environment results in a low-exposure problem caused by non-ideal camera settings, i.e. aperture size and shutter speed. Of particular note, the multiple color-filter aperture (MCA) system inherently suffers from low-exposure problems and performance degradation in its image classification and registration processes due to its finite size of the apertures. In this context, this paper presents a novel method for the color enhancement of low-exposure images and its application to color shift model-based MCA system for image refocusing. Although various histogram equalization (HE) approaches have been proposed, they tend to distort the color information of the processed image due to the range limits of the histogram. The proposed color enhancement algorithm enhances the global brightness by analyzing the basic cause of the low-exposure phenomenon, and then compensates for the contrast degradation artifacts by using an adaptive histogram specification. We also apply the proposed algorithm to the preprocessing step of the refocusing technique in the MCA system to enhance the color image. The experimental results confirm that the proposed method can enhance the contrast of any low-exposure color image acquired by a conventional camera, and is suitable for commercial low-cost, high-quality imaging devices, such as consumer-grade camcorders, real-time 3D reconstruction systems, digital, and computational cameras.

• 방송공학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.87-96
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• 2019

저조도 영상의 개선에 관한 연구는 대부분 대비 개선을 목적으로 한다. 저저도 영상에서 밝기 개선, 대조 개선, 및 조명 성분 감쇠 등의 다양한 연구가 진행됐다. 최근에 인공신경망으로 상기 방법들을 대체하는 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 Retinex 이론에 기반하여 조명 광원이 존재하는 저저도 영상으로부터 조명 성분을 감쇠하고, 반사 성분만을 생성하는 기법을 심층신경망으로 대체하는 방법을 제안한다. 실험에서는 102장의 저저도 영상으로 학습시킨 인공신경망으로 반사 영상을 생성하였는데, PSNR=30.8682(db), SSIM=0.4345를 얻었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권1호
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• pp.60-67
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• 2015

This paper proposes an image-dependent color image enhancement method that uses adaptive luminance enhancement and color emphasis. It effectively enhances details of low-light regions while maintaining well-balanced luminance and color information. To compare the structure similarity and naturalness, we used the tone mapped image quality index (TMQI). The proposed method maintained better structure similarity in the enhanced image than did the space-variant luminance map (SVLM) method or the adaptive and integrated neighborhood dependent approach for nonlinear enhancement (AINDANE). The proposed method required the smallest computation time among the three algorithms. The proposed method can be easily implemented using the field-programmable gate array (FPGA), with low hardware resources and with better performance in terms of similarity.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.139-147
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• 2021

본 논문에서는 저조도 영상을 개선하기 위한 영상 분해 기반 심층 학습 방법 및 분해 채널 특성에 따른 손실함수를 제안한다. 기존 기법들의 문제점인 색신호 왜곡 및 할로 현상을 제거하기 위해, 입력 영상의 휘도 채널을 반사 성분과 조도 성분으로 분해하고, 반사 성분, 조도 성분 및 색차 신호를 신호 특성에 적합한 심층학습 과정을 적용하는 분해 기반 다중 구조 심층 학습 방법을 제안한다. 더불어, 분해 채널들의 특성에 따른 혼합 놈 기반의 손실함수를 정의하여 복원 영상의 안정성을 증대하고 열화 현상을 제거하기 위한 기법에 대해 기술한다. 실험 결과를 통해 제안한 방법이 다양한 저조도 영상을 효과적으로 개선하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.11-19
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• 2023

본 논문에서는 기존에 영상의 품질을 평가하는 데 사용되던 지표가 저조도 영상에 대해서도 적용될 수 있음을 확인한다. 저조도 영상의 특성상, 빛과 관련된 요인들이 다양한 잡음 패턴을 만들어내고 빛의 양이 적을수록 극심한 잡음을 가지고 있다. 그렇기 때문에, 잡음이 없는 깨끗한 영상을 구하기 힘든 상황에서 잡음이 제거된 저조도 영상의 품질을 사람의 눈으로 판단하는 경우가 많다. 본 논문에서는, ground truth를 구할 수 없는 저조도 영상의 잡음을 Noise2Noise를 이용해서 제거하고, MTF와 SNR 등의 지표로 공간 해상도와 방사 해상도를 ISO 12233 차트와 colorchecker를 대상으로 평가한다. 정성적 평가 위주로 평가되던 저조도 영상의 품질이 정량적으로도 평가될 수 있음을 보여줄 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권10호
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• pp.5112-5129
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• 2019

Image enhancement is a challenging problem in the field of image processing, especially low-light color images enhancement. This paper proposed a robust and comprehensive enhancement method based several points. First, the idea of bright channel is introduced to estimate the illumination map which is used to attain the enhancing result with Retinex model, and the color constancy is keep as well. Second, in order eliminate the illumination offsets wrongly estimated, morphological closing operation is used to modify the initial estimating illumination. Furthermore, in order to avoid fabricating edges, enlarged noises and over-smoothed visual features appearing in enhancing result, a multi-scale closing operation is used. At last, in order to avoiding the haloes and artifacts presented in enhancing result caused by gradient information lost in previous step, guided filtering is introduced to deal with previous result with guided image is initial bright channel. The proposed method can get good illumination map, and attain very effective enhancing results, including dark area is enhanced with more visual features, color natural and constancy, avoiding artifacts and over-enhanced, and eliminating Incorrect light offsets.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1044-1051
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• 2018

In this paper, we propose a new method to improve low light image. In order to improve the image quality of a night image with a moving object as much as the quality of a daytime image, the following tasks were performed. Firstly, we reduce the noisy of the input night image and improve the night image by the tone mapping method. Secondly, we segment the input night image into a foreground with motion and a background without motion. The motion is detected using both the difference between the current frame and the previous frame and the difference between the current frame and the night background image. The background region of the night image takes pixels from corresponding positions in the daytime image. The foreground regions of the night image take the pixels from the corresponding positions of the image which is improved by the tone mapping method. Experimental results show that the proposed method can improve the visual quality more clearly than the existing methods.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권2호
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• pp.544-564
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• 2022

Underwater images often suffer from color distortion, blurring and low contrast, which is caused by the propagation of light in the underwater environment being affected by the two processes: absorption and scattering. To cope with the poor quality of underwater images, this paper proposes a multiscale fusion underwater image enhancement method based on channel attention mechanism and local binary pattern (LBP). The network consists of three modules: feature aggregation, image reconstruction and LBP enhancement. The feature aggregation module aggregates feature information at different scales of the image, and the image reconstruction module restores the output features to high-quality underwater images. The network also introduces channel attention mechanism to make the network pay more attention to the channels containing important information. The detail information is protected by real-time superposition with feature information. Experimental results demonstrate that the method in this paper produces results with correct colors and complete details, and outperforms existing methods in quantitative metrics.